چکیده: چکیده تحلیل آماری متغیرهای هیدرولوژیکی که از نظر علمی و کاربردی در طراحی و بهره برداری از سیستم‌های منابع آب از اهمیت زیادی برخوردار است، معمولا بر پایه فرض ایستایی انجام می‌شود. اساسا تغییرات اقلیمی در بلندمدت باعث تغییر متغیرهای اقلیمی نظیر بارش، دما و سطح آب دریا در طول زمان می‌شود. در این رساله، تحلیل فراوانی مقادیر حدی، سری‌های زمانی مقادیر حداکثر سالانه (AMS) و مقادیر بالاتر از یک آستانه مشخص (POT) متغیرهای بارش و سطح آب دریا استخراج گردید. سپس برازش توزیع های آماری مختلف بر این سری‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که برای تحلیل متغیرهای مذکور، سری POT مناسب‌تر است. همچنین از بین توزیع‌های مختلف، توزیع مقادیر حدی تعمیم یافته (GEV) از برازش بهتری برخوردار است. در ادامه، ساختاری برای تحلیل روند و تحلیل فراوانی دو متغیره در دو حالت ایستا و نا ایستا توسعه داده شد، سپس با استفاده از داده‌های بارش واقعی، حداکثر و حداقل درجه حرارت و حداکثر سطح آب دریا در منطقه ساحلی منهتن (آمریکا)، تاثیر گرمایش جهانی بر سیلاب های ساحلی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین از توابع مفصل ایستا برای بررسی ساختار وابستگی، تخمین توزیع چگالی دومتغیره سطح آب دریا با بارش و درجه حرارت بهره برده شد. پس از تعیین تابع مفصل مناسب، مقادیر سیلاب با دوره بازگشت‌های توأم 2 تا 1000 ساله تعیین و با رویدادهای مشاهداتی در گذشته مقایسه شد. نتایج تحلیل روند، حاکی از افزایش متوسط درازمدت داده های سطح آب دریا بود، همچنین فاصله بین وقوع همرویده‌ها در سال‌های اخیر روندی کاهشی داشته است. بر اساس نتایج حاصل از تحلیل فراوانی تک متغیره ایستا، سطح آب 1000 ساله که معادل طوفان سندی می‌باشد، 52/5 متر برآورد گردید، درحالی‌که از تحلیل فراوانی چندمتغیره، حداکثر بالاآمدگی سطح آب دریا با ترکیب دما و بارش، 1/5 متر بدست آمد. همچنین در این رساله، روشی برای تحلیل فراوانی چندمتغیره نا ایستا حداکثر بالا آمدگی سطح آب دریا با استفاده از متغیرهای هیدروکلیماتیک به عنوان متغیرهای کمکی توزیع مقادیر حدی تعمیم یافته تک متغیره (GEV)، به عنوان تابع توزیع حاشیه ای و توابع مفصل توسعه داده شد. نتایج نشان داد که برای حداکثر بالا آمدگی سطح آب دریا، پارامتر مکان توزیع حاشیه‌ای مستقیماً با متغیر کمکی حداکثر دما مرتبط است. همچنین برای بارش، پارامتر مقیاس مربوط به متغیر کمکی حداقل دما است و پارامتر شکل وابسته به زمان است. بدین منظور، توزیع حاشیه‌ای نا ایستا با مدل افزایش تعمیم یافته (GAMs) برای پارامترهای مکان، مقیاس و شکل (GAMLSS) ایجاد گردید. دوره بازگشت تک متغیره طوفان‌های سندی و ایرین در توزیع حاشیه‌ای نا ایستا GEV به ترتیب 85 و 12 سال تخمین زده شد، در حالی که برای توزیع حاشیه‌ای ایستا GEV، این مقادیر به ترتیب 1200 و 25 سال برآورد شده بود. به منظور تحلیل فراوانی توأم بارش و سطح آب دریا، توزیع حاشیه‌ای ناایستا برازش داده شده بر این متغیرها، در تایع مفصل متغیر با زمان قرار داده شد. نتایج نشان داد که در تحلیل فراوانی دو متغیره حداکثر بالا آمدگی سطح آب دریا و بارش، تابع مفصل نرمال از انعطاف پذیری بیشتری نسبت به سایر توابع مفصل برخوردار است. با استفاده از تابع مفصل متغیر با زمان، دوره بازگشت دو متغیره طوفان‌های سندی و ایرین به ترتیب 109 سال و 136 سال بدست آمد. در ادامه به منظور تحلیل فراوانی منطقه‌ای، با ترکیب داده‌های 8 ایستگاه مورد مطالعه، توزیع گاما تعمیم یافته بر سری‌های زمانی متغیرهای مورد بررسی برازش داده شد. پس از برازش تابع توزیع گاما تعمیم یافته با پارامترهای وابسته به زمان بر متغیرهای بارش، سطح آب، تداوم سطح آب و فاصله بین همرویده‌ها، توزیع چندمتغیره منطقه‌ای با استفاده از توابع مفصل درختی منظم (C-vine) ایجاد گردید. سپس با استفاده از توزیع چندمتغیره نا ایستای توسعه داده شده، دوره بازگشت چند متغیره رویدادهای حدی منطقه‌ای محاسبه گردید. این نتایج نشان می‌دهد که تحلیل فراوانی توأم بارندگی و حداکثر بالا آمدگی سطح آب دریا در حالت نا ایستا می‌تواند موجب افزایش دقت در برآورد سیل در مناطق ساحلی شود که اطلاعات مفیدی را در اختیار طراحان و برنامه ریزان برای کاهش خسارات سیل در این مناطق قرار دهد. اگرچه روش پیشنهادی می‌تواند برای سایر متغیرهای هیدروکلیماتیک نیز اعمال شود، اما یافتههای این تحقیق ضرورت در نظر گرفتن عدم ایستایی در تحلیل فراوانی رویدادهای حدی هیدرولوژیکی را نشان می‌دهد.