众所周知,我国水资源时空分布极为不均,洪涝灾害严重威胁受影响地区人民生命财产安全,制约社会经济可持续发展和现代化进程。随着全球气候变化影响加剧,水资源时空异变特性进一步显现,极端气候水文事件频发,水文情势的不确定性已成为影响梯级水库群调度运行和防洪体系风险管控的关键因素之一。为此,通过研究影响梯级水库群联合调度防洪风险的主要水文不确定性因子,定量分析长江上游库群联合调度过程中的库水位风险,建立梯级水库群联合调度方案的风险决策模型,科学合理地实现调度方案的优选为决策者提供决策依据,意义十分重大。本文结合实验室承担的科研任务,围绕长江上游流域溪-向梯级配合三峡联合防洪调度,在已有工作基础上,选取洪水预报误差、风浪作用及水位库容和水位泄流能力作为水库防洪调度的风险不确定因素,开展多种风险不确定因素影响下的防洪调度风险分析研究。此外,针对防洪调度方案集的风险决策问题,引入基于灰色关联度和欧式距离理想解的决策方法,构建梯级库群防洪调度多属性决策模型,实现防洪调度方案集的优选。研究成果可为区域洪水资源安全利用提供理论依据,为梯级水库联合防洪调度风险分析及其风险决策提供技术支撑。研究工作主要内容与成果包括:(1)确定了水库防洪风险分析的主要内容,基于蒙特卡罗模拟技术,拟定了水库防洪调度的风险估计流程,采用LHS法改善抽样性能。(2)以长江上游溪洛渡、向家坝和三峡水库及其下游防洪保护点对应的李庄、朱沱和寸滩水文测站为研究对象,对影响防洪调度风险的洪水预报误差、风浪作用、水位库容和水位泄流能力5种不确定性因素所服从的概率分布进行了分析。其中重点分析了洪水预报误差的概率分布形式,采用正态分布、指数分布、P-III型分布、广义极值(GEV)分布、韦布尔(Weibull)分布、耿贝尔(Gumbel)分布和韦克比(Wakeby)分布等10种分布函数为备选方案,通过拟合优度检验比较选出最适合各测站洪水预报误差概率分布的分布形式。结果表明李庄站、寸滩站和宜昌站的洪水预报误差用韦克比分布拟合效果最优,朱沱站的洪水预报误差用GLO分布拟合效果最优。(3)针对长江上游梯级水库群联合防洪调度风险评估问题,基于蒙特卡罗随机模拟技术,结合5种不确定性风险因素的概率分布,通过LHS抽样得到不确定性因素的随机序列,建立了梯级水库群联合防洪调度风险评估模型,结合不同典型年放大后的设计洪水进行调洪模拟演算,得到了不同风险不确定性因素组合下的梯级水库群联合防洪调度风险。(4)引入基于灰色关联度和欧式距离理想解的多属性决策方法,构建防洪调度方案集多属性风险决策模型,以溪-向梯级配合三峡联合防洪调度方案集为实例进行了决策优选,并与传统多属性决策方法进行了对比分析,结果证明了基于灰色关联度和欧式距离理想解的多属性决策方法进行方案优选的科学合理性。