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水 利 学 报

２０２３年 １月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５４卷 第 １期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２３）０１ － ００３４ － １１

梯级水电枢纽群巨灾风险分析与防控研究综述

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刘家宏 ，周晋军 ，王 浩 １
（１．中国水利水电科学研究院 流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 １０００３８；
２．北京工业大学 城市建设学部，北京 １００１２４）

摘要：伴随超标准巨震、极端暴雨洪水、巨型滑坡等灾害频繁发生，极端载荷作用下梯级水电枢纽群的灾害风险
分析与防控等问题成为当前水利工程领域的研究热点。为分析梯级水电枢纽群巨灾风险研究现状，绘制了国内外
水库大坝溃坝事件的时间序列图，分析了梯级水电枢纽群的风险特征，总结评述了梯级水电枢纽群巨灾风险分析
和巨灾防控研究进展，主要结论如下：１）梯级水电枢纽群巨灾风险是我国水利水电工程风险防控面临的主要问
题；２）梯级水电枢纽群风险分析方面主要聚焦于梯级水库连溃概率的分析和计算，对于溃决可能产生的巨灾损失
的量化研究不足，缺乏对巨灾因子及其相关影响作用下巨灾风险的评估；３）缺乏对梯级枢纽群灾害链的阻断技术
研究和应急避险方案设计研究。为此提出了梯级水电枢纽群可能最大灾难（ ＰｒｏｂａｂｌｅＭａｘｉｍｕｍＤｉｓａｓｔｅｒ，ＰＭＤ）的科
学内涵，考虑可能遭遇的多种致灾因子和承灾体特征，分析相互因果关系和极端荷载组合情况，初步建立了 ＰＭＤ
评估的理论模型，为绘制梯级水电枢纽群在巨灾情景下的灾难空间外包线和估算 ＰＭＤ损失上限值提供科学依据，
为梯级水电枢纽群巨灾风险分析和防控提供理论基础和技术支持。
关键词：水利水电工程；梯级水电枢纽群；巨灾风险；可能最大灾难（ＰＭＤ）；溃坝洪水
文献标识码：Ａ
中图分类号：ＴＶ６；ＴＶ７ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２２０１４１
１ 研究背景

水利水电工程的本质是除害兴利，可以有效调节河道水量，降低洪涝灾害风险，在发电、灌溉、
航运、调水、渔业、旅游等方面发挥巨大的效益 ［１ － ３］ 。水电开发是国家能源安全保障的重大战略，是
我国实现碳达峰、碳中和目标的重要途径 ［４ － ６］ 。梯级水电枢纽群是指在拟定的河段上连续开发和建造
多个水库、厂房等，呈现自上游到下游的阶梯状分布，是多个水电枢纽形成的工程组群 ［７］ 。通常水利
水电工程多分布在地质条件复杂、地质活动活跃的深山峡谷地带，在气候变化和人类活动的共同影响
下，面临地震、火山、洪水、泥石流、滑坡等自然灾害的巨大威胁以及战争、爆炸等人为灾害的破坏
风险 ［８］ 。在超标准巨震、极端降水、巨型滑坡等极端荷载的作用下，梯级水电枢纽群中任何一个水电
工程发生破坏都可能对组群内其他水电工程形成威胁和破坏，且有可能在梯级枢纽群内产生灾害链式
放大效应，造成水库连续溃决，形成难以估量的巨大灾害损失，严重威胁下游人民生命和财产安全，
引发严重的灾难 ［９ － １０］ 。
巨灾通常指发生概率小，但造成的财产损失、人员伤亡巨大，对国家、地区乃至全世界经济社会
稳定和安全造成巨大影响的突发、不确定事件 ［１１］ 。当前国内外没有统一的定义或评判标准，已有对巨
灾的定义大 致 可 分 为 定 量 和 定 性 两 种 描 述。定 量 描 述 例 如 美 国 保 险 服 务 办 公 室 （ ＩｎｓｕｒａｎｃｅＳｅｒｖｉｃｅ
Ｏｆｆｉｃｅ ，ＩＳＯ）下属的财产理赔服务署（ＰｒｏｐｅｒｔｙＣｌａｉｍＳｅｒｖｉｃｅｓ，ＰＣＳ）于 １９９７年将巨灾事件定义为损失额

收稿日期：２０２２ － ０３ － ０２；网络首发日期：２０２２ － １１ － ３０
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２２１１２９．１５０９．００１．ｈｔｍｌ
基金项目：国家自然科学基金重大项目（５２１９２６７１）；国家自然科学基金项目（５１７３９０１１，５１８７９２７４）
作者简介：刘家宏（ １９７７ － ），博士，教授级高级工程师，主要从事水文学及水资源研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｌｉｕｊｈ＠ｉｗｈｒ．ｃｏｍ
通讯作者：周晋军（１９８９ － ），博士，助理研究员，主要从事工程水文研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｊｊ＠ｂｊｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ

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