地下水是水资源的重要组成部分。受气候变化的影响,全球地下水流系统正在发生变化。在此背景下,作为全球重要水源地的青藏高原的地下水研究却还十分有限,高寒地区的地下水的流动模式和补排规律也有待进一步了解。本研究在青藏高原典型受气候变化影响的高寒地区拉萨河流域,建立了三维地下水流数值模型,利用旁多、塘嘎、拉萨和羊八井四个水文站的基流量数据进行模型校正,考虑土地利用类型、冰川和冻土的作用,分别用稳定流模型和非稳定流模型模拟了流域地下水流动模式,计算了地下水补给和排泄各项分配的结果,预测了不同气候变化情景下的地下水位和基流量的变化趋势。结果表明,拉萨河流域每年约有13.6%大气降水补给地下水,占拉萨河流域地下水补给的90%以上。冰川融水的补给量约为5.4 mm/yr,占地下水补给的7.1%。流域地下水的排泄途径主要有三个,分别是河流基流排泄、蒸散发排泄和侧向边界排泄,分别占比93.4%、5.5%和1.1%。基流的分析结果表明,拉萨河流域绝大多数河段地下水向河流排泄,排泄速率在0～28.8 m~3·d-1·m-1之间,地表水补给地下水仅发生在高海拔山区的一级支流。基流补给路径长度小于43.6 km,地下水迁移时间在67天到75万年不等,补给路径的长度和补给时间有一定的相关关系。基流量在河流径流中占比约为10.0～14.0%,与冬季枯水期的径流在全年径流中的占比相近,证明了冬季径流代替基流分割结果在拉萨河流域的可行性。在CMIP6可持续发展、中度发展、局部发展和常规发展四种气候变化情景的降水条件下,拉萨河流域的基流量均呈现上升趋势,其中常规发展情景下的基流量增加速率最快,以每年0.1951 m~3/s的速率增长。与1998～2015年相比,四种情景的基流量和地下水位对降水变化的响应程度加强。上游山区和念青唐古拉山脉区等高海拔地区的地下水流场变化更为敏感,地下水位抬升幅度更大。随着发展程度加深,拉萨河极端降水量产生的高地下水位和高基流排泄量现象将更加频发,地下水流系统变化加剧。这些研究结果有助于对拉萨河流域水资源可持续管理和地下水环境行为的预测,增进变化环境下对地下水流动系统的理解,为类似的青藏高原高寒地区流域的研究提供参考。