在气候变化和人类活动的双重影响下，渭河径流量显著减少，进一步加剧了渭河流域的水资源供需矛盾。本文开展多变量视角下渭河流域水文响应研究，以期更为合理、系统、全面地揭示变化环境下渭河流域的水文响应特征。进一步了解变化环境下渭河流域的水文水资源的演变规律，可为该区域的水资源管理、防汛抗旱和流域规划提供科学依据，具有重要的理论意义和应用价值。　　本文从多变量的视角出发，研究降雨集中度与降雨结构的时空变化特征，潜在蒸发量的时空变化特征，降雨径流关系与降雨气温关系的变异诊断，两变量的干旱频率及风险评估，以及旱涝互转组合事件的概率特征，系统且全面地研究了变化环境下的渭河流域水文响应特征。本文取得主要研究成果如下：　　(1)采用基于日、月降雨数据的降雨集中度指标(CID与CIM)，揭示了渭河流域的降雨结构特征，结果表明：1～3天降雨事件因其具有最大的降雨贡献率，大概占总降雨量的60．7％，成为渭河流域的主导降雨事件。短历时的降雨场次及雨量贡献率均有上升的趋势，而长历时的降雨场次及雨量贡献率均有下降的趋势，表明渭河流域的降雨有更加集中的趋势。　　(2)引入了一种计算单变量和两变量的非参数的Kernel核函数频率计算方法，有效替代了经验方法和参数方法。基于有向信息传输指数(DITI)计算站点之间的相似度，将熵理论和K聚类分析方法有机结合，用于渭河流域基于潜在蒸发量的分区研究。结果表明：渭河流域的年潜在蒸发量有上升的趋势，主要是不断上升的气温和不断下降的相对湿度共同作用的结果。整个流域被分为8个潜在蒸发量的时空分布特征差异比较明显的分区。　　(3)采用改进的Mann-Kendall趋势检验法，研究了渭河流域的气象水文要素的变化趋势。结果表明：渭河流域的年降雨量有不显著的下降趋势，而年实测径流量有显著的下降趋势，并通过了99％的置信度检验。年潜在蒸发量有不显著的上升趋势，而年气温有显著的上升趋势，且通过了99％的置信度检验。　　(4)提出了一种基于Copulas的两变量水文要素关系的变异诊断方法，诊断了降雨与径流关系的可能变异点。结果表明：渭河流域的降雨径流关系变异点归纳起来可分为三类：二十世纪七十年代早期、八十年代晚期和九十年代中期。从气候变化的角度来说，不断升高的气温和先减小后增加的潜在蒸发量的共同作用对渭河流域降雨径流关系的变异点的产生有重要的影响；从人类活动的角度而言，降雨径流关系的变异点出现在二十世纪七十年代早期，八十年代晚期以及九十年代中期的主要原因分别是水利工程的建设和水土保持措施的实施，有效耕地面积的不断增加以及水资源消耗量的不断增加。渭河流域的降雨径流关系有弱化的趋势，其中不断增强的人类活动是渭河流域降雨径流关系变化的主导因素。　　（5）采用改进的Mann-Kendall趋势检验法与K聚类分析法，揭示了基于降雨与气温关系的渭河流域对变化环境的水文响应特征；提出了基于Copulas的两变量水文要素关系的变异诊断方法，诊断了降雨与气温关系的可能变异点。结果表明：渭河流域有暖干化的趋势。整个渭河流域被划分为3个均质的子区域，各个分区内降雨分布的集中度无明显变化趋势，表明渭河流域不断升高的气温对降雨结构的影响要小于其对降雨量的影响。渭河流域中部和东部的降雨气温关系在1966-2001年间没有什么变化，而流域西部的降雨气温关系有轻微的变化。总体上，渭河流域的降雨气温关系没有明显的变异点。　　（6）采用标准化降水指数(SPI)标准，揭示了渭河流域的干旱特征；建立干旱历时和干旱严重程度的联合累积概率分布函数，计算了渭河流域两种干旱情景下的两变量联合重现期，包括“或”和“且”联合重现期。结果表明：流域西部和北部除环县周边地区以外的干旱风险较低，而流域东部和南部以及环县周边地区的干旱风险较高。　　（7）采用改进的Mann-Kendall趋势检验法和小波分析，分别计算关中平原SPI序列的变化趋势与周期；同时，采用交叉小波分析，揭示了关中平原旱涝状况和太阳黑子活动之间的联系。结果表明：渭河流域关中平原在非汛期有干旱化的趋势，而在汛期有湿润化的趋势，这将进一步增加当地水资源管理的难度。关中平原的旱涝状况有20年左右的主周期和7年左右的次周期。关中平原的旱涝状况与太阳黑子活动在1983-1997年间有8-12年周期的显著的正相关关系，在1965-1973年间有9-12年周期的显著的负相关关系。因此，太阳黑子活动对关中平原的旱涝周期有较强的影响。　　（8）采用贝叶斯Copulas选择法，从Clayton、 Frank以及 Gumbel Copulas函数中选取最合适的Copulas函数，拟合了邻近季节间的旱涝组合事件的联合重现期。最后，采用最适合的Gumbel copula构建相邻季节间的旱涝组合的联合概率分布函数，计算得出了关中平原在全年出现由旱到旱的频率比较高，而在夏秋季节出现由涝到涝的风险比较大。相对而言，该区域出现由旱转涝和由涝转旱的概率比较小。