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在全球气候变化、区域水资源开发利用等共同影响下，我国流域水资源条件发生了明显演变。洞庭湖作为我国第二大淡水湖泊，也是长江中下游防洪体系的重要组成部分，随着社会经济的发展，流域内干旱、洪涝等水资源问题日益突出。分析洞庭湖流域水资源演变规律、评估未来可能变化趋势是合理制定湖区发展战略的基础。本文建立了洞庭湖流域分布式水文模型，并应用模型对流域水资源演变规律进行分析，主要结论如下：（1）应用M-K检验、Morlet小波对湘、资、沅、澧四水历史径流系列演变趋势进行了分析，结果表明：湘、澧流域径流量分别在2002年、1979年发生显著的变化，资、沅及“四水”总入湖流量没有发生明显突变；50年中，“四水”径流量存在30~33年左右不等的变化周期；在2010年后径流量有转向减少的趋势。（2）以SWAT模型为基础，洞庭湖湘、资、沅、澧四水流域为研究对象，建立分布式水文模型，应用历史径流量资料，对模型进行参数的率定和检验，结果表明：率定期湘江、沅水Nash效率系数均高于0.90，澧水达到0.88，资江也超过0.75，验证期模拟表现与率定期基本相当，证明了模型在洞庭湖流域的适应性。（3）根据未来气候变化预估结果，设定24种可能情景，应用模型对气候变化情景下的洞庭湖流域径流量进行模拟，分析了洞庭湖流域径流与气候变化的响应，结果表明：流域月径流量随着降水量的增加而增大，随着气温的升高而减小；流域对降水量变化敏感性要大于气温。（4）三峡水利枢纽兴建前、预蓄水期、正式蓄水运行后三个时段，城陵矶站年平均流量有显著下降，但年平均水位变化趋势不显著；三峡水库正式蓄水运行后江湖水资源交换量为1948亿m3，较之前有所减少；“四水”年入湖量比多年平均减少了10.31%。