泥沙问题是影响河流水能资源开发利用的重要因素,由于水沙相伴相生,研究泥沙问题必须要考虑水流条件的影响。Copula函数具有结构灵活、适用性广的特点,在复杂的多变量水文现象分析中应用广泛。论文采用Copula函数对水沙频率关系和水沙过程随机模拟进行研究。首先,采用Copula函数分别建立了洪峰和沙峰、洪量和沙峰的二维联合分布以及洪峰、洪量和沙峰的三维联合分布;在此基础上推求了它们的联合概率、同现概率与条件概率,计算了洪峰与沙峰、洪量与沙峰以及洪峰、洪量与沙峰不同组合下的联合重现期和同现重现期,并给出了不同的洪峰、洪量组合条件下沙峰的重现期;然后,在对日流量序列进行随机模拟的基础上,考虑流量对含沙量的影响,提出了一种基于Copula函数的含沙量随机模拟方法。研究结果表明:相对于三变量来说,仅靠单变量或两变量预估的联合重现期偏大,同现重现期偏小,说明三维Copula函数考虑了更多的洪水变量对泥沙的影响,能更全面反映洪水过程对沙峰的影响;与直接采用AR(1)模型对含沙量进行随机模拟的结果相比,基于Copula函数的含沙量随机模拟结果更接近于实测序列。因此,基于Copula函数的水沙关系分析和水沙过程随机模拟方法行之有效,可以为流域进行水沙调控等提供理论依据和技术支持。