长江上游流域具有丰富的水能资源，如何合理高效地进行对它们调用一直是国家研究攻克的重大难题。而且，近年来在气候变化及大型水利工程兴建的双重影响下，流域的水文变化过程遭到改变，这就要求我们充分掌握流域当前的水文循环过程，以科学指导流域水资源的合理配置及水电能源系统安全经济运行。本文以长江上游区间作为主要研究对象，综合分析流域水文气象演变特征，研究流域降雨预报的方法，探索提升陆气耦合模型精度的技术与方法，取得的成果主要包括以下几个方面：
　　(1)为研究水文气象要素的趋势规律及演变特征，利用Mann-Kendall检验法、滑动t检验法以及小波分析法，综合分析流域的降雨径流变化。结果表明：长江上游屏山-宜昌区间年降雨量、径流量总体呈减少趋势，突变年份主要集中在1984、1993、1997、2001等年份，说明流域在2000年后的水情信息基本一致，且在未来一段时间内降雨径流将持续减少。
　　(2)为提高流域的降雨预报精度，研究WRF模式中不同的微物理过程、边界层以及积云对流参数化方案组合，利用TS评分、平均绝对误差及布莱尔评分等指标进行对每个组合方案进行评价，并引入AR模型对降雨预报结果进行校正。结果表明，当最优参数化组合方案为WRFSingle-Moment3-class方案、YonseiUniversity方案和NewKain-Fritsch时，WRF模式的降雨模拟精度最高；校正后的降雨预报能局部修正“错峰”现象，模拟精度更好。
　　(3)为研究长江上游区间的未来水情变化，探索陆气耦合径流预报模型的技术，基于历史雨情数据，构建流域自上而下的径流预报体系；在此基础上，引入校正前后的降雨预报结果，进而建立流域陆气耦合预报系统。结果表明：各区间的模型精度均为甲级，可用于长江上游区间的作业预报；其次，降雨校正后的陆气耦合模型优于降雨校正前的陆气耦合模型，且其在朱沱、三峡断面实用效果明显，能在一定程度上提升预报精度。