我国是矿山事故的高发地区,一直无法走出“整治—矿难—整治”的怪圈。加强矿区最大日降雨量的预报,对减少矿区降水灾害,制定合理治水排水方案和采取相应的预防措施,保证矿区安全生产具有重要的现实意义。混沌与分形是非线性科学的主要研究内容,也是目前研究的难点和热点。非线性理论与水文科学的结合,为研究水文系统内在的演化规律提供了新的理论与方法。本文结合在研课题,应用混沌分形分析的方法,另辟一径地探讨矿区水文预测技术。本文以铜绿山矿日最大降雨时间序列为研究对象,以实现矿区防灾、减灾,保证矿区安全生产为目标,应用非线性理论——混沌与分形,对矿区水文系统进行分析研究,从而通过建立相应的预测模型,对矿山日最大降雨量进行预测分析,为矿区特大降水灾害的预防提供一个新的思路。主要研究内容包括以下几个方面:首先简要回顾了非线性理论——混沌理论、分形理论在国内外水文学中的应用现状。在研究有关混沌时间序列分析及预测方法的基础上,建立了降水量时间序列随机模型,利用时间序列分析的方法,通过模型识别和定阶确定了该地区降水序列自回归(AR)模型的形式,对铜绿山矿区降雨量进行平稳时间序列预报,实现了对第34年降雨量的区间预测,结果表明预报准确。接着,应用一阶局域预测法分别对铜绿山矿区第34年、第44年降雨量进行点的预测,预报误差均在可接受范围内,说明此方法的可行性。最后,基于域重新标度极差分析的分形计维方法,利用有关分形的理论与方法,对铜绿山矿区降雨时间序列进行R/S分析。从另外一个角度对铜绿山矿区的降雨量进行趋势性预测。分析结果表明:长度为33年和44年的降雨时间序列具有长期相关性,但将来的总体趋势与过去相反,过程具有反持续性。总之,应用混沌分形理论,对矿区降雨时间序列进行研究分析,不仅实现了点的预测,而且得到了趋势预测结果,为矿区制定短、中长期防灾减灾计划及将事后型管理转变为事前型管理提供了一个新的途径和解决方法。