古人云：“伏汛易抢、凌汛难防，凌汛决口、河官无罪”，一语道出了黄河凌汛灾害防御难度之最。由于特殊的地理位置和水文气象条件影响，黄河宁蒙段凌汛灾害频繁发生并造成严重损失，为我国冬春季节大江大河极为突出的重大自然灾害之一，可见凌灾风险科学防控至关重要。因此，本文依托国家重点研发计划项目“黄河凌汛监测与灾害防控关键技术研究与示范”，深入研究了黄河宁蒙段凌情与凌汛灾害演变特征及其驱动机制，分析了凌汛洪水风险分布特征，探讨了不同维度河势分形特征及其与冰塞冰坝的关联关系，提出了冰塞险情诊断、凌汛堤防险工段划分与危险性评价、凌洪溃堤风险动态评估等方法，并进行实际应用研究。主要研究内容与创新成果如下：
　　(1)研究了黄河宁蒙段凌情变化特征与气温变化对其影响机制，揭示了凌汛灾害演变特征以及气温变化、水流条件与分凌区应急调控对其驱动机制，并分析了凌汛洪水风险分布特征。结果表明：随着气候变暖，凌汛期在以0.27d/a(头道拐站)的速率逐渐缩短，近15年流凌消失又重现、封河长度波动性变化等异常现象发生概率超过50%；黄河宁蒙段凌汛洪水风险分布具有险点多、险段长、影响范围广等特征，开河期流速快速增大与水位迅速回落是造成凌汛堤防险情的主要动力因素，在水沙冲淤与河相变化驱动下，河床整体抬高，河相系数增大，同流量对应水位升高，导致凌汛灾害风险加剧，而分凌区应急调控能够有效降低凌汛灾害风险，并影响着凌灾险段的分布格局；多因素耦合驱动下凌汛致灾机理更加复杂，突发链发性增强，年均冰坝次数逐渐减少但冰塞不断增多，近30年凌灾影响损失明显增大，冷暖剧变条件下，凌汛险情大幅增加，发生重大凌洪漫溃堤灾害风险更加严峻。
　　(2)通过研究黄河宁蒙段横断面-纵剖面-平面不同维度河势分形特征及其与冰塞冰坝的关联关系，提出了基于多组合均匀优化赋权、K-means聚类与随机森林的冰塞险情诊断方法，并应用于典型河段的冰塞险段判别，辨识冰塞险情主要驱动因子，分析冰塞险情变化趋势。结果表明：黄河宁蒙段不同维度河势演变均具有多尺度自相似分形特征，冰坝(严重性冰塞)发生频次与主槽弯曲分形维数呈正相关指数型关系，冰坝更易发生于蜿蜒曲折、河湾发育程度较高的宽浅型河道；随机森林算法的冰塞险情等级诊断精确率P=97.72%、召回率R=95.83%、综合指标F1=96.54%，诊断精度明显高于支持向量机等方法；黄河石嘴山-头道拐河段冰塞险情由低至极高4个等级河段占比分别为19%、30%、26%和25%，高风险区多分布在三湖河口至头道拐河段，下游河段冰塞易发风险明显高于上游河段，宽浅型弯曲河道突发链发性冰塞险情更加突出。
　　(3)考虑凌汛堤防险工段与冰塞险情易发河段的差异性，构建了基于改进FAHP-熵权聚类算法的凌汛堤防险工段划分与危险性评价模型，验证了评价结果具有较高的合理性，并在此基础上研究了黄河巴彦高勒-头道拐河段凌汛堤防险工段空间分布特征，分析了堤防危险性关键影响因素及其变化趋势。结果表明：巴彦高勒-头道拐河段低危险至极高危险4个等级堤段占比分别为50%、28%、14%和8%，自上游至下游凌汛堤防危险性整体增大且存在局部高危险堤段，增加考虑分凌区应急调控指标之后，以上比例调整为50%、40%、4%和6%，高危险堤段明显减少，说明分凌区调控减灾效果较好，堤防危险性对其较为敏感；凌汛堤防危险性分布存在空间异质性，变化环境下呈现时空演变特征。
　　(4)考虑凌汛堤防危险性分布的空间异质性，耦合凌汛堤防危险度与凌洪淹没易损度，研究提出了凌洪溃堤淹没风险动态评估方法，建立了黄河巴彦高勒-头道拐河道与泛区凌洪动态耦合仿真模型，利用提出的SREP指标定量化验证了模型具有较高的计算精度，并进行多溃口凌汛壅水-溃堤-淹没耦合模拟与凌洪联合风险聚类评估，分析溃堤淹没易损性变化趋势。结果表明：黄河宁蒙段7个溃口凌洪淹没水深大于1m的区域约占46.77%，溃堤淹没风险较高，而且淹没易损性随时间呈逐渐增大趋势，耦合堤防危险度的全区域风险区划结果，能够较好反映跨区域多溃口凌洪淹没风险分布的关联性与差异性，与单一区域风险区划相结合，解决了不同空间尺度下突发链发性凌洪溃堤淹没风险评估的技术难题。
　　综上所述，本文采用理论分析、数理统计、数值模拟、智能算法与综合评价等方法，较为深入地开展了黄河宁蒙段凌汛灾害驱动机制及险情诊断评价研究，研究成果可为凌汛灾害风险的早期识别与预测评价提供理论方法支撑，具有重要的理论价值和实际意义。