以河南省陆浑灌区为研究区,以提升灌区用水安全为目的,结合变化环境下的灌区水资源供给与需求,从灌区水资源供需不匹配而造成水资源短缺的角度,构建并应用灌区水资源供需联合分布模型,分析灌区水资源短缺风险,对灌区的抗旱减灾以及需水结构优化布局等活动提供重要的理论价值和实践指导。根据陆浑灌区历史观测数据得到1970~2013年的降雨量、灌溉用水量、参考作物腾发量(ET0),量化三变量间的相关性,应用水文统计分析方法,分别分析降雨量、灌溉用水量、ET0的概率分布特性;基于Copula方法构建降雨量-ET0、灌溉用水量-ET0、降雨量-灌溉用水量-ET0的灌区水资源供需联合分布模型,分别应用模型分析自然降雨条件下、人工灌溉条件下、自然降雨和灌溉用水量组合来水条件下的灌区水资源供需的丰枯遭遇频率、条件概率和条件重现期。主要得到如下结论:(1)对假定的边缘分布模型进行Kolmogorov-Smirnov(K-S)检验,结果表明:陆浑灌区年降雨量和灌溉用水量均服从正态分布,ET0服从广义极值分布。(2)陆浑灌区年降雨量与年ET0间、年降雨量与年灌溉用水量间均存在负相关性,年ET0与年灌溉用水量间具有正相关性。采用相关性指标法对五种二维Copula函数进行参数估计,采用极大似然法对五种三维Copula函数进行参数估计,通过K-S拟合检验,并以OLS、AIC作为拟合优度评价指标,结果表明:Student t Copula函数在模拟降雨量和ET0、灌溉用水量和ET0以及三变量的联合分布函数的理论分布与经验分布时,拟合效果最优。(3)运用降雨量-ET0、灌溉用水量-ET0的联合分布模型,对降雨量和ET0、灌溉用水量和ET0遭遇组合的二维联合分布概率、自然降雨条件下灌区供水(降雨量)和需水(ET0)的遭遇频率以及降雨量和ET0的条件概率和条件重现期,人工灌溉条件下灌区供水(灌溉用水量)和需水(ET0)的遭遇频率以及灌溉用水量和ET0的条件概率和条件重现期进行计算和分析。结果表明:(1)不同量级的降雨量和ET0、灌溉用水量和ET0存在多种遭遇组合,其二维联合分布概率中,同一联合分布概率可以对应不同的量级组合事件。(2)降雨量和ET0、灌溉用水量和ET0的丰枯遭遇频率中,丰枯异步频率大于同步频率。(3)自然降雨条件下,在降雨量处于枯态或ET0处于丰态时,相应的条件概率高于其他条件下的概率,条件重现期则小于其他条件下的重现期。(4)人工灌溉条件下,在灌溉用水量处于丰态或ET0处于枯态时,相应的条件概率高于其他条件下的概率,条件重现期则小于其他条件下的重现期。(4)运用降雨量-ET0-灌溉用水量的联合分布模型,对降雨量、灌溉用水量和ET0遭遇组合的三维联合分布概率、自然降雨和灌溉用水量组合来水条件下灌区供水(降雨量和灌溉用水量)和需水(ET0)的遭遇频率以及三种二维条件概率、十种一维条件概率和其相应的条件重现期进行计算和分析。结果表明:(1)不同量级的降雨量、灌溉用水量和ET0存在多种遭遇组合,其三维联合分布概率中,同一联合分布概率可以对应不同的量级组合事件。(2)降雨量、ET0和灌溉用水量的丰枯遭遇频率中,丰枯异步频率大于丰枯同步频率。(3)不同灌区缺水情况下的二维条件概率和相应的条件重现期可给出特定条件下的不同量级的年降雨量与年ET0(或年灌溉用水量和年ET0,或年降雨量和年灌溉用水量)的遭遇组合事件发生的可能性;在十种不同缺水条件下的降雨量、ET0和灌溉用水量的一维条件概率和相应的条件重现期中,极端缺水事件(降雨量、灌溉用水量处于枯态,ET0处于丰态)的条件概率很小,相应的条件重现期很长。