人类对水文过程的研究由来已久,随着人类活动范围的扩大和科学技术水平的进步,不断增加着新的内容。近年来,深部矿井水与地表水、地下水之间的关系研究是水文学研究的一个新的热点问题。基于此,本文采用弹性系数法和灰色理论模型定量分析研究降水与矿井涌水之间的关系。其目的是从科学角度来研究采煤区域降水与浅层地下水之间水资源的转化关系,为煤矿开采区地下水涌水防治和采煤区水资源开发利用提供科学依据。灰色理论模型的机理是通过改变样本序列在时间上的尺度范围,研究其在不同时间尺度范围内的统计规律,该理论模型可以为研究时间序列的复杂性演变规律提供一种较为有效的预测方法;R/S分析法依据Hurst指数能够判定时间序列形态的持续性,并且根据平均循环长度能够估算时间序列对其初值的记忆长度。该方法已在很多领域有了应用,但在矿井水与地表水的关系研究中还未出现。Mann-Kendall趋势检验法和弹性系数法被普遍应用于地表水文气象数据序列的变化规律研究中,但这两种方法在矿井涌水量的变化规律研究中还未曾运用。针对平煤七矿及区域内2003~2014年降水量和涌水量的逐年逐月实测资料,本文首先利用不均匀系数法和集中系数法分析降水量和涌水量的年内变化特征;然后采用Mann-Kendall趋势检验法,分析降水量和涌水量的年际变化特征;继而运用弹性系数法定量分析降水量变化对矿井涌水量变化的影响,即利用弹性系数法,量化矿井水对降水的变化的响应;最后,利用灰色理论模型,对降水量和涌水量的未来变化趋势进行预测分析,并确定各自的变化周期。结果表明:降水量的年内分配逐年基本平稳,涌水量的年内分配逐年趋于均匀。降水量的年际序列呈显著减少变化趋势,2004年4月是降水量突变开始的年(月)份,而且是降水量由多变少的突变年(月)份;涌水量呈显著减少变化趋势,2007年3月是涌水量突变开始的年(月)份,而且是涌水量由多变少的突变年(月)份。涌水量过程与降水量过程相一致,降水变化对涌水变化的影响比较大。涌水减少与降水减少的趋势基本同步,即降水变化与涌水演变特征比较接近,说明降水变化必然会对涌水量有重要的影响。弹性系数法分析表明,降水量减少1%将造成涌水量减少0.94%,即历年降水减少14.62mm,则涌水平均减少289.52m~3。灰色预测模型表明,平煤七矿矿井涌水量月序列的平均循环周期T=25,降水量月序列的平均循环周期T=15,且平煤七矿自2007年起,连续2年的降水量对其后1年涌水量的影响较大。GM(1,1)预测模型对平煤七矿矿井涌水量的预测精度为80.86%,在此基础上通过R/S分析,所建立的平煤七矿矿井涌水量R/S-GM(1,1)预测模型,其预测精度为84.81%,该预测模型具有时间序列跨度较小,波动性相对较低等优点,灰色预测模型为矿井涌水量的中长期预测开拓了一条新的路径。