变化环境下的水循环演变规律研究是目前水文水资源学的研究热点和难点。变化环境主要是指气候变化和人类活动引起的下垫面变化。一方面,人类活动导致土地利用／覆被变化(Land Use and Land Cover Change, LUCC)剧烈,研究LUCC对洪峰流量和洪水频率的影响,对流域土地利用管理和生态环境建设具有重要价值。另一方面,气候变化导致暴雨时空分布更加不均匀,揭示暴雨时空特征对洪峰流量和洪水频率的影响,不仅可以加深对水循环机理的认识,同时对流域洪水预警预报、水利工程建设都具有重要意义。本研究以晋江西溪流域为研究区,开展了5个方面的研究。分析了研究区1985-2010年土地利用／覆被变化情况；基于1955-2011年历年最大一场暴雨洪水实测数据,采用累积距平、Mann-Kendall突变检验等时间序列分析方法揭示了研究区洪水径流演变趋势；通过对HEC-HMS模型参数初损率定方法的改进,以及基于植被指数NDVI计算CN (Curve Number)方法的探讨,建立了流域高精度分布式洪水模型；通过土地利用情景和暴雨空间变化情景的建立,分别定量模拟分析了LUCC和暴雨空间变化对洪水过程和洪水频率的影响。研究结果表明：1)1985-2010年,土地利用/覆被变化特征主要表现为园地和建设用地面积的显著增加,以及林地、耕地面积的显著减少。2)1955-2011年研究区历年最大洪峰流量和洪量均呈现减小的趋势,但下降趋势不显著。3)可以用实测可得的起涨流量反映初损率或初损的变化,初损率或初损与起涨流量之间的关系可以用幂函数来拟合。起涨流量越小,表明流域土壤含水量越小,初损或初损率就越大,且随着起涨流量增加,初损或初损率快速减小,逐渐趋于不变。两种初损率定方法均可以得到较高的模拟精度,但通过率定初损率推求初损的方法,部分考虑了下垫面特征要素,使得初损的空间差异得到体现,更符合理论实际。4)NDVI年内变化呈分段变化,6-10月NDVI基本不变为高值区。基于TIMESAT3种重建算法,对晋江西溪流域2002-2010年全流域NDVI平均值进行重建,结果表明SG算法的保真性最好,AG算法和DL算法保真性相当；NDVI年内变化呈分段变化,1-3月NDVI基本不变为低值区,6-10月基本不变为高值区。5)基于植被指数NDVI估算HEC-HMS模型参数CN的方法是可行的。总体上看,基于NDVI计算的CN值与遥感解译土地利用计算的CN值在空间上差异不大。HEC-HMS模型的模拟结果也表明,基于NDVI_CN和解译CN的模拟结果基本一致。初步表明基于植被指数NDVI估算HEC-HMS模型参数CN的方法是可行的,而NDVI的提取较为简便,运用该方法计算CN,可大大提高构建HEC-HMS模型的效率与降低成本。6)1985-2010年的LUCC导致洪峰流量和洪量显著增加,多年平均洪峰流量相应增大,且洪水量级越大,LUCC对洪峰流量的影响也越大；各子流域洪水响应程度存在明显差异。7)若不考虑业已发生的土地利用/覆被变化,而以实际发生洪水进行频率计算,所得结果偏小,不利于工程安全。将1955-2011年洪水频率计算结果,与其他条件不变、只变化土地利用/覆被为2010年情景来模拟洪水响应,进而进行频率分析的结果相比较,得到实际发生的百年一遇洪水,只相当于2010年土地利用条件下的73年一遇。表明若不考虑业已发生的土地利用／覆被变化,而以实际洪水进行频率计算,所得结果已有一定程度偏小,将不利于工程安全。8)暴雨空间变差系数Cv和暴雨中心变化对洪峰流量、洪量和峰现时间都具有显著影响。暴雨空间变差系数Cv越大,洪峰流量与洪量就越大。在相同的Cv下,对于研究区晋江西溪流域而言,暴雨中心位于流域中游时,洪峰流量与洪量最大；暴雨越不均匀,暴雨中心变化对洪峰流量和洪量的影响越显著。相同的DSV等级下,不同暴雨中心位置,晋江西溪流域峰现时差为1小时左右；相同的暴雨中心位置下,暴雨空间分布越不均匀,峰现时间越靠前。9)洪水的计算与预警预报工作有必要考虑暴雨中心变化的影响。其他条件不变,只变化暴雨中心于不利暴雨中心情景(流域中游)时,可使实际发生的百年一遇洪水,只相当于65年一遇,相差较大。因此,从更准确的反映洪水规律出发,洪水的计算与预警预报工作有必要考虑暴雨中心变化的影响。