本文以沂沭泗流域为研究对象，借助GIS技术，采用分布式水文模型模拟该流域的地表径流及水量平衡，预测流域不同的气候情景下的地表径流响应过程，有助于了解该流域的径流现状和特征，为进一步研究气候变化对径流的影响和非点源污染提供参考，对流域合理开发和利用水资源也有重要的理论意义和现实意义。　　本研究首先总结了分布式水文模型和SWAT模型的国内外研究现状，简要介绍了SWAT模型的原理和结构，着重介绍了SWAT模型地表径流、下渗、地下测流和地下水、蒸散发量等子模块的计算原理。　　搜集了研究区的基础水文资料，在ArcGIS中建立了流域的空间数据库和属性数据库。其中空间数据库包括流域的地形、土地利用/覆被、土壤类型的空间分布；属性数据库包括流域的土壤数据库和气象数据库。　　对研究区进行地形分析，生成数字河网，在此基础上划分出30个子流域，生成252个水文响应单元。确定了适合该流域的SWAT模型敏感性参数，并利用临沂站1999-2010年的实测降雨、气温数据对模型参数进行了率定，确定参数取值。模拟结果显示：年径流量、月径流量的模拟结果与实测值相比误差较小，模拟精度均大于0.8，在精度评价等级中乙等，偏甲等。因此，SWAT模型在沂沭泗流域有较好的适宜性。　　在此基础上模拟了研究区的水量平衡过程，定量揭示了降水量与地表径流量、土壤渗漏、蒸散发之间的关系。假定了24种气候情景，模拟了沂沭泗流域地表径流对气候变化的响应过程。结果表明，降雨量和气温的变化与径流量变化密切相关。其中：径流量与降水量正相关，与气温负相关；影响较显著的因子是降水量；不同气候情景下，年径流量变化显著；降雨量最大，气温最低的气候情景中，径流量最大；降雨量最小，气温最高的气候情景中，径流量最小。　　最后对研究存在的不足和问题进行了总结，并对SWAT模型在该流域的推广应用提出了建议。