积雪是地球表面重要的淡水资源,其分布与持续时间对干旱区径流过程有着重要的影响,尤其在西北干旱区,积雪水资源对农牧业的发展都有着举足轻重的作用。同时,积雪对气候变化极其敏感,在气候变暖的背景下,积雪时空分布也产生了相应的波动,引起了季节性雪盖区域的水文过程的改变,导致旱涝灾害发生频繁的变化,影响到社会经济发展乃至脆弱生态系统,影响到区域水资源的重新分配和用水管理模式与策略。本文以新疆天山北坡的玛纳斯流域为研究区,重点研究了流域积雪时空变化特征,分析了流域径流量的变化成因,并进行了未来气候情景下流域径流量的模拟,得出了以下的结论:　　 (1)利用MODIS数据分析了2001-2008年的8日积雪空间分布格局及其变化,结果表明,2000年以来海拔4000 m以上的区域积雪覆盖天数在320-366天之间,积雪覆盖时间最短的区域位于流域海拔1200 m以下,集中在30天以内。相比2001年而言,2008年研究区的绝大部分积雪累计天数减少了8天,流域冰川边缘附近积雪累计天数有明显增加,而在海拔比较低的河谷附近,积雪累计天数有所减少。研究也表明,积雪量受冬季降水量的影响,与11月-2月的降水量相关性更大。　　 (2)利用Pettitt检验、分形理论、逐时段滑动分割比较序列等方法对流域内各月径流量的变异点进行了识别,基于Mann-KendaU方法进行了各段径流量变化的检测。从1970-2007年间各月径流量的变点不同,但主要集中在1996年。对于整个时段而言,4月、5月融雪期间径流量有下降趋势,其余各月径流量都是上升趋势;峰值流量呈明显的上升趋势,而出现时间也明显提前。　　 (3)利用Pearson相关、相位同步等方法分析了径流量与各气候要素的关系,结果表明了气温对流域年径流量及各月径流量影响很大。同时气温也是影响逐日径流过程变化的主要因素。流域融雪期间径流量主要受先期积雪量的影响,7月和8月间径流量的增加受到降水和冰川消融双重影响。　　 (4)分别利用SWAT模型与SRM模型在流域中进行了水文过程的模拟,比较了两个模型的优缺点,并改写了SRM模型,改后的模型既能充分利用遥感数据,减少了对实地观测数据的依赖,也能够同时模拟雪盖变化与径流过程,在干旱区缺资料的地区也有很好的适用性。　　 (5)结合IPCC的情景数据对未来气候条件下流域的雪盖消融状况和融雪径流情况进行了模拟。2030年各种模式和情景下气温比2000-2010年平均升高1.21℃,模拟的最大雪盖和最低雪盖出现时间都提前了20天以上。2040年各种模式和情景下气温比2000-2010年平均升高0.66℃,与2030年相比,模拟的不同情景下雪盖不确定范围有所减少,融雪开始时间和融雪结束时间都有所推后。模拟的2020-2040年中流域年平均水资源量在b1情景下年15.8×108m3,a1b情景下为14.3×108.m3,a2情景下为12.43×108m3,三种情景下模拟的平均水资源量均高于目前的平均水平12.4×108m3。