冰雪的融化和积累过程是寒区水文过程中重要的一环,在全球气候变化背景下,寒区具有显著的水文响应特征。有“世界第三极”和“亚洲水塔”之称的青藏高原作为高原寒区的典型代表,其复杂的地形条件和观测资料的匮乏,限制了人类对该地区独特水文过程的研究。本研究以青藏高原南部的雅鲁藏布江流域为研究区,针对高原寒区水文特点,为分布式水文模型CREST添加冰川和积雪冻融模块,扩大CREST模型的应用范围,使其可以在高原寒区等复杂水文条件下,进行水文过程模拟,探究在气候变化条件下,青藏高原南部雅鲁藏布江地区的水文响应机制。然后进一步联合采用遥感和实地观测资料,解决研究区内缺少降水、温度等实地观测数据对水文模拟的限制,为缺资料地区的水文模拟研究,提供一种以多源遥感数据为基础的高精度解决方案。在综合利用遥感数据的基础上,本研究提出了一种新型多源分步式水文模型率定方案:算法的第一步采用遥感反演的积雪面积和雪水当量数据,为融雪模型的率定过程中的多目标优化提供参考数据;算法的第二步采用重力卫星GRACE反演的总水储量数据和径流数据,为冰川冻融过程和汇流过程提供率定依据。研究结果显示,分步式率定方法的第一步中,积雪面积和雪水当量的模拟效果相互制约,可以在一定程度上减小融雪模型的过度拟合的可能性,使模型模拟的积雪面积和雪水当量表现处于平衡状态,为寒区水文过程模拟提供更加准确的数值模拟结果。分步式率定算法的第二步中,加入GRACE反演的总水储量信息后,在径流模拟效果仅有小幅度降低的条件下,大幅度地提高了冰川冻融的模拟效果。新的模拟结果显示,2003年到2014年间,雅鲁藏布江流域的积雪和冰川融水对于总径流的贡献比例分别为10.6%和9.9%,研究区内的冰川质量亏损速率大约为10.0 mm/年,纠正了之前在同一地区的研究中冰雪融水的高估情况。本研究中所采用的遥感数据具有广泛的空间覆盖,因此文中的研究方法亦可以推广到其他类似缺资料地区,为寒区水文过程模拟和研究水文循环机制提供了一种新的有效方法。