干旱和洪水是水循环中极具破坏力的复发极值现象,导致全球近一半的自然灾害与1/3财产损失,对社会经济和生态系统造成了持久威胁。近年来,水文气象极值耦合而成的复合事件也频繁发生。与独立的水文气象极值相比,在时间或空间相互耦合的多种极值事件共同作用于承灾体,容易扩大影响范围和强度,引发更加剧烈的社会经济损失,成为升温背景下学术界关注的热点问题。因此,研究变化环境下干旱、洪水等多变量时变风险具有重要意义。本文以珠江流域为研究对象,围绕生物圈的两大承灾体—人类社会和生态系统,遵循IPCC强调的“风险=灾害发生概率×暴露度×脆弱性”定义,研究变化环境下干旱、洪水和干湿复合事件多变量时变风险分析理论,论文取得的主要研究成果如下:(1)采用SPI阈值和超定量洪水抽样法,识别了气象干旱、洪水和干湿复合事件,阐明了各风险胁迫源的空间分布。研究表明:在流域西部和东部边缘,气象干旱场次虽然较少,但容易形成持续时间长、烈度大的旱情。在西江(珠江流域防洪重点区域)干支流,洪水历时和洪量在岩滩、西津等水库下游明显衰减,反映水利工程对保障西江流域安全发挥了积极作用。近40年间,相邻季节干湿复合事件在珠江流域平均发生21.5次,中东部属于易发区。(2)考虑单变量和两变量相依结构双重非一致性,提出了基于GAMLSS模型的多变量极值事件非一致性频率计算方法。结果表明:考虑历时和烈度属性时,气象干旱超越概率在南盘江西部、红柳江西部和北部局地、东江上游和下游局部(惠州一带)明显较高。流域上游洪峰或洪量超过设计值的概率大;下游更容易出现洪峰和洪量同时超过设计值这一更加不利情况。在中、重度和极端情景下,干湿复合事件重现期分别是2.8、14.2和83.3年。四类复合事件中,持续湿润/干燥发生概率普遍高于相邻季节的干湿转换事件(由干转湿和由湿转干)。(3)在人口经济状况、人类发展水平、水资源压力、地表水域、聚落面积、植被覆盖率等网格化大数据驱动下,构造了多维度指数来评估承灾体的暴露度和脆弱性。人口经济暴露度在全流域呈增长态势(以流域多年平均暴露度0.526为基准,年均增长0.854%),中东部(特别是珠三角)较高。人类社会脆弱性的空间分布与暴露度相反,在全流域呈递减趋势(以多年均值0.256为基准,年均降幅为3.64%)。将生态系统作为承灾体时,生态系统暴露度的空间差异不大;高值区集中在流域西南部和东北部。冬季植被对干旱的脆弱性最高(0.601),比秋季、春季和夏季分别高7.15%、11.3%和15.6%;植被脆弱性在流域中部持续偏高,其次是南北盘江。(4)融合三大风险决定因子,采用NCL空间数据可视化技术和回归分析方法,全面评估了珠江流域洪旱灾害和复合事件的时变风险,绘制了 0.1°高分辨率风险图,揭示了洪旱灾害和复合事件风险的时空演变规律。近40年,流域一半以上(55.10%)地区气象干旱风险缓解,但在南北盘江西北部、红柳江北部和西江中下游-北江-东江交界的连片区域不断加剧。1997～2017年,西江流域洪水风险逐渐减小,以干流中下游最为显著,快速减小的人类社会脆弱性是洪水风险衰减的主导因素。干湿复合事件风险微弱增大(0.286%/yr),以持续湿润增幅最大,随后是由湿转干。空间上,高风险区向南北盘江发展趋势明显;在年内,秋-冬和冬-春季风险增速更快。在气象干旱胁迫下,南北盘江、红柳江、郁江和东江的生态风险明显较高,并在流域东部和西部边缘有所加剧。(5)研究发现,南北盘江是气象干旱、干湿复合事件和受干旱胁迫的生态风险高值区,并在过去数十年间不断加剧,应当成为三类风险的重点管控区域。西江流域下游的洪水风险虽然有缓解趋势,但仍显著高于流域其它站点,依然是洪水风险重点防御河段;粤港澳大湾区所在的珠江三角洲经济高度活跃,在全流域具有举足轻重地位,对应的干旱和生态风险持续较低且在区内大部利好地呈递减态势,但干湿复合事件风险却在流域居首位,应当引起足够关注。