设计排涝模数的计算对农田的安全和有效降低涝灾损失意义重大。气候变化对农田排涝模数的影响大小,现行排涝模数是否需要修订等问题一直存在争议。选取天津市宁河区一处封闭农田小区为研究对象,基于现场试验和模拟分析,研究平原地区的产流机制,探讨气候变化对农田排涝模数影响。主要研究内容及成果如下:(1)在试验区布设了雨量器、土壤含水量测定仪、流量计、水位计等仪器,收集整理必要的水文数据,并将土壤含水量和地下水位相对变化量等土层厚度转化为水层厚度,为建模做准备。通过2016-2017年共2年的观测试验,经历了5场降雨过程,其中4场降雨事件用于模型率定,1场用于模型验证。(2)为解决观测样本有限的问题,在现场观测试验的基础上,以总径流深、土壤含水量和地下水位相对变化量为评价指标建立了三水源超渗-蓄满耦合产流模型。参数确定过程中,以总径流深为目标,基于拉丁超立方抽样样本,使用互信息、偏秩相关方法分析了参数敏感性,利用动态神经网络方法进行了模型参数自动率定,并结合敏感性分析结果以及土壤含水量,地下水位相对变化量进行了人工试错,得到了合理的模型参数。结果表明,建立的超渗-蓄满耦合产流模型适用于天津市平原农田小区。(3)对研究区内1960-2015年的降水和蒸发数据进行趋势和突变检验,发现降水量在夏季呈显著下降趋势,年最大1日降水量变异点在1989年;蒸发量无明显变化,结合第一次水资源评价,确定1980年为分界点。并在此基础上设置了时间类比法、情景假设法、除涝结果对比三种气候场景。(4)三种方法得到的结果具有一致性。在下垫面条件不变的情况下,降水与排涝模数成正相关,蒸发与排涝模数成负相关,与2003年《除涝手册》相比,24h设计面雨量和设计排涝模数均减少,当重现期较小时,降水对排涝模数的影响很小,但随重现期的增大,设计排涝模数的减少值也在增大,设计排涝模数与重现期之间的关系呈对数形式,但总体来讲气候变化对设计排涝模数影响并不大,2003年《除涝手册》可以不进行修订。