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长时间内,日益加剧的人类活动在无形中影响着地球的气候环境,而水循环体系受到人类活动与气候变化这一循环互馈系统的影响,时空双尺度上的资源再分配正在持续进行。近年来针对气候变化与人类活动对水资源影响的研究受到的关注日益增多,社会和政府设法根据研究成果通过多种方法来对水资源更加合理地配置和利用。本文在这种背景下,以位于陕西省北部榆林地区的黄河一级支流——无定河流域为研究区,基于长序列的水文气象数据,采用Mann-Kendall趋势检验、Mann-Kendall突变检验、Pettitt突变检验、累积距平曲线、线性回归等方法,主要分析了无定河流域水文气象要素的时间序列趋势和突变特性;采用FAO Penman-Monteith公式并结合反距离权重法（IDW）计算无定河流域长序列的年尺度潜在蒸散发（ET0）;以Budyko假设的水热耦合平衡方程为重要理论基础,通过Arc GIS水文分析划分子流域,基于反距离权重法（IDW）的空间插值,以及CY方程的一阶偏导数使用弹性系数法定量分析无定河流域及其子流域气候变化和人类活动对径流变化的贡献;使用NSE效率系数以及拟合度指标验证基于Budyko假设的弹性系数法在无定河流域的适用性;结合NDVI数据对人类活动的影响因素进行更明确的探讨。得出的主要结论如下:（1）无定河流域内的降水在66.67%的站点呈现出减少趋势,径流在83.33%的站点呈现出减少趋势,潜在蒸散发量在83.33%的站点呈现出增加趋势;突变发生点从1988年到1998年不等,每个子流域的情况不同。无定河流域的径流突变发生点为1996年。（2）大理河流域（1号）、无定河上游（3号）、淮宁河流域（5号）的弹性系数时程变化趋势具有相似性;芦河流域（2号）、海流兔河流域（4号）、榆溪河流域（6号）的弹性系数时程变化趋势具有相似性;芦河流域（2号）的径流对气候变化和人类活动的影响最为敏感,大理河流域（1号）的径流对气候变化和人类活动的影响最不敏感。（3）通过对比模拟径流变化量和实际径流变化量来验证模型模拟的精度,结果显示模拟精度很高,模拟径流变化量与实际径流变化量的拟合度达到了0.9946,纳什效率系数E=0.9891,可以得出模型模拟效果好,可信度高的结论。证实了基于Budyko假设的水热耦合平衡方程适用于无定河流域的水文研究。（4）大理河流域（1号）、无定河上游（3号）、淮宁河流域（5号）由基准期至突变期的径流变化的主导因素为气候变化,气候变化因子中对径流影响最大的是降水的减少;芦河流域（2号）、海流兔河流域（4号）、榆溪河流域（6号）由基准期至突变期的径流变化的主导因素为人类活动。（5）根据植被盖度M与下垫面参数n的相关分析结果可以发现无定河流域及其2号、4号、6号子流域均表现极显著的正相关,而1号、3号、5号子流域表现出极显著的负相关,本文认为局部地形,土壤条件以及土地类型的改变是出现这种异常的原因。总体而言植被覆盖可以一定程度上反映下垫面参数n的变化。研究方法及结果将给干旱半干旱区黄土高原地区的径流归因提供理论基础和不同的思路,文中使用的技术方法均可借鉴到干旱半干旱区其它黄土高原河流,具有一定的推广应用价值。