随着人口和经济社会的持续增长,人类对水资源的需求越来越大。由于水资源时空分布不均和各种不合理的开发利用方式,造成水资源供需矛盾突出,水资源优化配置是解决这一矛盾最有效的途径。在全球气候变化影响下,极端水文气象事件的频率和强度增加,水资源时空分布不均进一步加剧,以历史资料为基础的水资源配置模式,不再适用于未来水资源规划的需求。因此,开展气候变化情景下以水循环模拟为基础的水资源优化配置研究,具有重要的理论价值和现实意义。论文以汉江流域中下游地区为研究对象,主要工作和结论如下:(1)采用基于分位数的偏差校正方法,对CMIP5收录的19个GCMs进行降尺度计算,预估未来时期汉江流域的降水、气温变化。结果表明:降尺度模型对汉江流域日降水量和降水发生频率以及日最高、最低气温的模拟效果良好。在RCP4.5和RCP8.5浓度路径下,汉江流域未来时期年降雨量、最高气温、最低气温相较于基准期均呈现增加趋势;且随着辐射强迫的增强,RCP8.5情景下增长幅度大于RCP4.5情景。(2)构建了汉江流域基于9km×9km网格的分布式VIC水文模型,根据GCMs输出降尺度后的结果,模拟预测气候变化条件下汉江流域未来径流变化。结果表明:控制站年径流较基准年模拟值均呈现增加的趋势;除皇庄站外,各干流站年径流在RCP8.5情景下的增幅均高于RCP4.5情景。研究区域和丹江口入库的水资源量较基准年均有所增加,主要表现为在汛期呈现增加趋势,枯水期变化不大。(3)对现状水平年2010年的用水指标及定额校核和修正的基础上,采用指标分析法,预测汉江中下游地区各规划水平年各行业水资源需求量。结果表明:汉江中下游地区及其各计算分区的河道外总需水量,均随需水频率和规划水平的增长呈1增加的趋势。远景规划水平年城镇生活需水和农村生活需水有小幅度的增加,城镇工业需水有较大幅度的增加;在同一降水频率下,农业灌溉需水量从2020水平年至2040水平年呈减小趋势。从三级套市分区的统计角度来看,襄阳地区的需水量最大。(4)基于MIKE BASIN软件,按水资源四级区嵌套县(市)级行政区构建水资源配置模型,考虑区域内17座大中型水库的运行调度和调水工程的影响,进行汉江中下游地区水资源优化配置研究。结果表明:无论是历史时期还是未来时期,各需水频率下研究区域总缺水率逐渐增加;在同一规划水平年下,随着来水频率由丰到枯,总缺水率呈缓慢递增的趋势。对于同一需水方案,未来时期的供水缺口略小于历史时期。从用水户类型来看,城镇和农村生活需水基本不存在水资源缺口,工业、灌溉和河道内生态需水存在不同程度的缺水情况。从计算分区来看,无论是历史时期还是未来时期,汉江干流供水区均不存在缺水情况。