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地区指定疏散路径，减轻极端洪水造成的损害 ［６４］ 。
国内外在溃坝洪水风险管理方面开展了大量研究与实践，但是缺乏对巨型地震、巨型滑坡、极端
洪水等自然灾害致灾因子的防控研究，缺乏对建筑物、构筑物、工作人员、居民等承灾体的巨灾承受
能力进行评估。防控措施方面，考虑到梯级水电枢纽群溃坝导致的洪水具有猝发性、水头高、流速
快、冲击力大等特征，一旦灾害发生其影响范围将快速扩张，防灾减灾的反应时间很短，传统的避
让、转移措施难以实施。为最大限度的保障人民群众生命安全，避免巨灾导致的流域性、系统性破
坏，亟需研究巨灾情景下梯级水电枢纽群破坏机理与溃坝洪水演进规律，建立梯级枢纽群灾害链的阻
断技术，科学划定影响区等级，并以此为基础制定就地避险、安全撤离等的应急避险方案。防控类型
方面，当前国内外学者在大坝溃决的风险因子识别、风险评估和风险防控方面，已经进行了比较深入
的研究，但对于梯级水电枢纽群的巨灾风险分析与防控技术研究尚处于起步阶段。今后的研究中，针
对梯级水电枢纽群中不可移动的重要设施，研发工程防护和灾后恢复技术；针对难以避免的财产损
失，分析巨灾保险等风险转移措施的适用性；通过技术和措施应用为制定梯级水电枢纽群巨灾防控方
案提供理论和技术支撑。随着巨灾理论的发展，巨灾尾部风险的预测准确度也会得到提升 ［６５］ 。

５ 可能最大灾难（ＰＭＤ）概念和理论模型

当前梯级水电枢纽群风险评估研究的方向主要包括梯级失效概率计算和风险损失的评价，迫切需
要在理论 和 量 化 方 法 上 进 行 突 破。 本 研 究 综 合 考 虑 最 大 可 信 地 震 （Ｍａｘｉｍｕｍ ＣｒｅｄｉｂｌｅＥａｒｔｈｑｕａｋｅ，
ＭＣＥ）、可能最大洪水（ＰｒｏｂａｂｌｅＭａｘｉｍｕｍ Ｆｌｏｏｄ，ＰＭＦ）、巨型滑坡等极端荷载作用，以及枢纽群灾害
链放大效应，借鉴前人研究成果，提出梯级水电枢纽群可能最大灾难（ ＰＭＤ）的概念。ＰＭＤ是指在水
文、气象、地质灾害以及经济社会条件和工程背景下，巨震、巨型滑坡、特大洪水等极端荷载单独发
生或耦合作用导致的流域梯级水电枢纽群系统发生结构破坏、库区涌浪、大坝连续溃决等灾害链式放
大效应，造成承灾体的伤亡和损失的可能最大灾害，包括灾害范围、人员伤亡和财产损失及其分布
等。考虑 ＭＣＥ发生后，梯级水电枢纽群坝体发生严重破坏、泄洪设施设备故障，上游支流出现山体
滑坡堰塞湖，近坝库区滑坡体震松失稳等；上述不利事件组合再遭遇汛期洪水、堰塞湖溃决、库区巨
型滑坡等致灾因子耦合作用，导致水电枢纽群各梯级出现部分或连续溃决的巨大灾难；研究推算可能
的灾害放大效应在末级枢纽产生的极值洪水过程及其在下游区域形成的可能最大灾难；基于水动力学
模型和巨灾损失评估理论，构建梯级水电枢纽群可能最大灾难（ ＰＭＤ）损失估算模型，绘制灾难空间的
外包线，估算 ＰＭＤ损失上限值。
考虑到梯级水电枢纽群巨灾风险的复杂性，如自然灾害的突发性、致灾因子众多，致灾因子相互
影响，梯级大坝上下游相互影响等，应用水动力学模型和巨灾评估理论，基于贝叶斯网络（ Ｂａｙｅｓｉａｎ
Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＢＮ）提出梯级水电枢纽群 ＰＭＤ的量化分析方法。首先充分考虑梯级水电枢纽群风险级联传
递规律和灾害放大效应，考虑最大可信地震（ ＭＣＥ）、可能最大洪水（ＰＭＦ）、巨型滑坡等极端荷载耦合
作用，实现梯级水电枢纽群多级连溃情景下溃决洪峰流量及其条件概率的定量计算；然后分析承灾体
的脆弱性、暴 露 度、易 损 性，进 而 提 出 生 命、财 产 损 失 量 化 理 论 模 型，最 后 开 展 ＰＭＤ量 化 分 析。
ＰＭＤ研究拟构建基于物理机制的梯级水电枢纽群可能最大灾难的科学量化方法，划定灾难空间的外包
线和损失上限，图 ４展示了梯级水电枢纽群 ＰＭＤ量化分析模式。
图 ４中 ＰＭＤ表示某梯级水电枢纽群可能最大灾难，ＰＭＤ、ＰＭＤ、ＰＭＤ、…、ＰＭＤ 分别表示梯
１ ２ ３ Ｎ
级水电枢纽群中大坝 １、大坝 ２、大坝 ３、…、大坝 Ｎ溃决产生的可能最大灾难。其中每个大坝的可能
最大灾难损失由 ＰＭＤ发生的概率、枢纽群本身的损失、枢纽群下游的人员伤亡?经济损失?环境生态损
失等共同决定。以大坝 １为例：
ＰＭＤ ＝ Ｆ｛Ｐ，ＨＡＢ，ＣＬ｝ （１）
１ １ １ １
式中：Ｐ为大坝 １发生溃决的概率；ＨＡＢ为大坝 １承灾体的灾损性，包括脆弱性、暴露度、易损性；
１
１
ＣＬ表示大坝 １溃决造成的下游损失，包括生命损失、经济损失、生态环境损失。
１
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