干旱是对人类社会影响最严重且造成损失巨大的自然灾害之一。随着经济发展、人口增长以及全球气候的变暖，干旱有进一步加重的趋势，尤其是极端干旱事件。海河流域属于暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候，对气候变化的响应极其敏感，同时也是我国重要的农业生产区之一，气象灾害造成的损失与影响非常大。目前干旱评价方法虽多种多样，但大多考虑因子过于单一，不能综合反映干旱的实际情况。而对干旱的研究实际是对水循环中各种存在形式动态变化的研究。帕默尔干旱指数相对其他气象干旱指数较能全面反映水循环过程，但是参数的计算基于一定的规则和假设，因此本文在帕默尔综合干旱指数框架下建立基于关键水循环要素的干旱指数，并对海河流域干旱演变规律进行研究。主要研究成果如下：（1）基于关键水循环要素，采用实测径流、土壤水分交换量采用欧洲中期预报中心发布的土壤有效含水量再分析数据、实际蒸散量采用水量平衡原理进行求得，在帕默尔干旱指数的框架下建立了基于关键水循环要素的干旱指标。并分别对典型干旱年（1968年6月）和典型区域（第261个研究区和海河流域）为例对评价结果进行分析。（2）综合参考《海河流域水旱灾害》和《河北省水旱灾害》，对本文建立的干旱指数模拟的海河流域1961~2000年历年逐月干旱程度实证分析，结果表明与典型旱灾年1965、1968、1972、1975、1980~1984和1989年都能很好的吻合，并从降水量和温度两个角度对模拟出的1976年5月份干旱较明显进行分析，通过分析验证得到的结果较合理。进一步选取年代典型旱灾年—1965、1972和1989年的空间分布特征与模拟值进行对比，均得到很好的验证。（3）基于本文建立的干旱指数对海河流域干旱时空演变规律进行分析研究。海河流域极端干旱呈显著上升趋势；12个月中5月至9月是海河流域抗旱的关键时期，期间不但易发生干旱，且干旱程度大、波及范围广，也是极端干旱发生的高峰期，而其中的7月份和8月份更是重中之重。基于此本文着重对海河流域干旱易发期5月~9月进行空间演变规律分析，其中干旱易发区是海河北系中东部，其次是滦河及冀东沿海流域以及海河南系中部区域；极端干旱易发区是山西省忻州和河北省张家口，北京也应引起高度重视。（4）基于以上结果，本文从完善行政管理体系、开发水源和节约用水三方面提出详细、有针对性的管理对策建议，为海河流域相关部门积极抗旱提供参考。