区域干旱已成为全球气候变化背景下典型的极端自然现象。近年来，受全球气候变化和生态环境破坏的影响，以及由于人口增长、工农业发展和城市化进程推进导致的用水量剧增，致使干旱出现的频次不断增加，旱灾损失呈加重趋势。分析研究干旱频率，有助于加强对干旱灾害的预防和应急管理，促进水资源的合理分配和抗旱减灾能力的增强。基于此，论文以水文循环中的变量作为衡量区域干旱程度的主要指标，通过对区域内水文变量的深入分析，建立了区域水文干旱多变量频率分析的理论、方法，并在淮北平原开展了实证研究，取得了如下主要结果：（1）推导了淮北平原内地下水埋深变化量和降水量这两个水文要素之间的关系表达式，通过深入分析淮北平原各市县1975~2006年实测资料，验证说明了地下水埋深变化量和降水量之间存在负相关性。利用经验模态分解方法研究分析了淮北平原的区域水文特性，进一步证明了地下水埋深变化量和降水量在短时期内的波动存在负相关性。代表子区域涡阳县的经验模态分解结果表明，人类活动对地下水的影响正在逐步增强。（2）根据淮北平原各市县地下水埋深变化量Z指数与降水量Z指数之间的负相关性，构建了包含水文、气象两方面因素的区域干旱综合Z指数。通过分析淮北平原各市县区域干旱综合Z指数与标准化降水指数之间的相关关系，以及比较在分别以区域干旱综合Z指数、地下水埋深变化量和降水量为指标时的干旱过程识别结果，说明了区域干旱综合Z指数反映区域干旱程度的客观性，及其应用于区域水文干旱频率分析的可靠性。（3）提出用适线法确定单个干旱特征变量的分布函数，利用Copula函数构造了干旱特征变量间的联合概率分布，根据干旱重现期公式判别干旱发生的重现期。分别以干旱综合Z指数和地下水埋深变化量为干旱指标对淮北平原各市县进行频率分析，结果表明：Gumbel-Hougaard、Clayton和Frank Copula函数能够描述干旱特征变量间的相互关系；适线法避免了基于数据估计分布函数参数的不合理性，使基于Copula函数的频率分析结果更客观可靠；淮北平原干旱的空间分布具有显著的区域性，而不同干旱指标反映的干旱程度具有明显的差别，综合不同干旱指标的频率分析结果将提高区域干旱频率分析的合理性和可靠性。