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近年来,极端气候事件频发,给社会经济发展造成巨大威胁,特别是短时间内发生极端降水(历时短、突发性强、危害大的特点),巨大的降水量引起河道和水库水位短时间发生巨大变化,而高水位可能对大坝防洪安全带来极大的考验。目前,单一水库和梯级水库风险分析研究已取得较多成果,但是考虑极端降水条件下梯级水库防洪系统风险分析研究较少,特别是极端降水暴雨影响范围不同,对梯级水库大坝影响的效应也可能迥然不同。由于梯级水库存在防洪、发电等多方面的相互联系,一般来说,上游水库来水主要取决上游入库水量,下游水库的入库洪水不仅受上游水库泄水影响,还受两坝间降水等因素影响。因此,上游水库一旦漫坝失事,极可能导致下游水库漫坝,而上游大坝如果未漫顶,在极端降水条件下下游大坝可能发生漫顶也可能不会漫顶。同时,由于极端降水对洪水过程线的影响巨大,研究极端降水条件下梯级水库漫坝风险分析,对于梯级水库防洪系统的安全有很好的现实意义。 本文结合风险分析理论,综合考虑洪水、风浪、库容以及泄洪能力等风险因素的随机性和不确定性在漫坝风险中的影响,确定各影响因子所服从的概率分布及模型求解方法,考虑梯级水库之间的影响作用和约束条件,建立漫坝风险模型。结合现有研究基础,阐述与明确极端降水事件的含义,寻找影响极端降水事件的筛选指标,结合卡方分布函数对所定义的极端降水事件进行拟合分析并模拟所要形成的洪水过程线,分析其对水库漫坝风险的影响。本文假定极端降水强度和影响范围完全相同,考虑极端降水发生在梯级水库不同区域(上游水库、两坝之间)对梯级水库漫坝风险的影响,采用JC法对比分析流域没有发生极端降水、极端降水发生在梯级水库的上下游区间、极端降水发生在梯级水库的上游水库区域三种情况下的水库漫坝风险,最终提出梯级水库联合漫坝风险率计算方法。研究表明,梯级水库漫坝风险最不利的情况为极端降水发生在梯级水库的上游区域,对整个梯级上、下游水库的漫坝风险都有巨大影响,严重威胁到梯级水库的防洪安全。