Page 43 - 2023年第54卷第1期

风险的大小等 ［３１ － ３２］ 。梯级水电枢纽群巨灾风险评估较为复杂，其复杂性和难度体现在巨灾发生机制复
杂，影响因素众多 ［３３］ ；评估可参考的案例或数据极少（主要因为梯级水电枢纽群巨灾发生的概率低），
历史灾害数据严重不足，导致基于概率分析的风险评估方法失效 ［３４］ 。
梯级水电枢纽群风险分析方法：陈祖煜等 ［３５］ 开发的 ＤＢ － ＩＷＨＲ模型，建立了梯级水库连溃风险分
析模型。郭新蕾等 ［１０］ 基于 ＤＢ － ＩＷＨＲ模型研制开发了水库群连溃数值模拟平台，考虑超标准洪水 ＋ 地
震的组合荷载作用下梯级水库群的洪水风险。Ｃａｉ等 ［３６］ 将贝叶斯网络模型与 ＤＢ － ＩＷＨＲ模型相结合，
表明可以降低梯级大坝系统洪水风险分析的主观性。李炎隆等 ［３７］ 采用正交试验法开展了三级梯级水库
连溃分析模型参数敏感性分析。蔡文君 ［３８］ 以大渡河
流域梯级水库群系统为例，采用水库失效风险率模
型分析单元水库的失效风险率，建立了贝叶斯网络
为理论基础的梯级水库群系统失效风险率模型，量
化了系统中各水库及其整体在原设计参数和建议设
计参数情况下失效风险，研究了梯级水库群系统的
洪灾风险分析问题。李炎隆等 ［２３］ 在阐述我国流域梯
级开发建设和库群风险特点基础上，对失事风险概
率、风险损失评估、风险标准、梯级连溃风险、梯
级库群风险处置等方面的研究进展进行了综述分析，
将常用的梯级水库群失事风险率分析方法划分为历
史经验估计法、概率分析法、可靠度指标法，具体 图 ３ 梯级水电枢纽群溃决概率计算方法 ［２３］
方法分类总结见图 ３。
梯级水电枢纽群风险分析内容：生命风险方面，国内外学者提出了大量的经验模型；经济损失方
面主要通过各类商业软件和数学模型模块进行分析，如元胞自动机、模糊数学、支持向量机、灰度理
论等。环境影响方面主要集中在梯级水库群建设和常态工作下对上下游、左右岸以及河道内的生态环
境的影响。于子波等 ［３９］ 建立了超标准洪水、管涌作用下双库连溃的贝叶斯网络模型，并综合 Ｂｒｅａｃｈ
溃坝模型、ＨＥＣ － ＲＡＳ二维水动力学模型的溃坝和洪水演进模拟方法进行双库连溃风险分析研究。林
鹏智等 ［４０］ 从梯级单元－ 库群系统角度出发，基于贝叶斯理论构建了超标洪水、强地震、上游溃坝洪水
等自然风险源单独、组合作用下的单库漫坝、双库连溃贝叶斯网络风险分析模型，应用于大渡河干流
上下相连的猴子岩－ 长河坝两座水库溃坝风险分析。Ｄｅｗａｉｓ等 ［４１］ 将二维全动态模型和简化集总模型相
结合，分析了水库群复杂溃坝洪水过程。Ｌｕｏ等 ［４２］ 基于三维 Ｎａｖｉｅｒ － Ｓｔｏｋｅｓ方程和光滑粒子流体力学理
论，开展了梯级水库群复杂溃坝洪水流场模拟，根据受力分析，将溃坝洪水流场划分为高速冲击区和
压力传递区。Ｚｈａｎｇ等 ［４３］ 开展梯级水库群上游大坝溃决、中游大坝完好情况下，中游大坝对溃坝流的
缓冲作用的模型试验研究，观察到跳跃型和溢流型两种溃坝流模式。Ｃｈｅｎ等 ［４４］ 开展了梯级大坝连续
溃决的试验研究，在下游水坝不同回水工况下，观测到爬升型、跳跃型和升压型三种典型的溃坝流模
式，为梯级大坝连溃机理分析提供参考。Ｗａｎｇ等 ［４５］ 研究表明在梯级水库连溃模拟中 Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程
比浅水波方程具有更好的模拟效果。Ｄａｉ等 ［４６］ 对比发现梯级连溃洪水在下游坡道和水库之间传播模拟
中 Ｎａｖｉｅｒ － Ｓｔｏｋｅｓ方程比浅水波方程的预测更准确。Ｈｕ等 ［４７］ 通过洪水演进模拟和洪水调节计算连接上
下游水库，建立了梯级水库溃坝模拟数值模型。
上述文献综述表明：国内外针对梯级水电枢纽群的风险分析多借鉴单一水电枢纽风险评估方法，
且主要是基于概率理论，采用历史经验估计法、概率分析法、可靠度指标法等确定流域梯级失效概
率。针对梯级水电枢纽群巨灾损失分析的研究主要集中在生命、财产和环境风险方面，其中环境风险
方面主要集中在梯级水电枢纽群工程建设对环境的影响评价，在梯级水电枢纽连溃可能造成的环境风
险方面研究不足。传统基于概率的风险分析，适用于描述历史上曾经发生过的相当量级的灾害事件，
且以单个水电枢纽为主，难以客观表达梯级水电枢纽群溃决的内在动力联系，在理论上无法满足超标
准极端灾害下梯级水电枢纽群的损失分析的要求。在梯级水电枢纽群连溃洪水演进模拟方面建立二维

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