我国有着世界上最丰富的自然条件,与之共存着众多自然灾害风险。随着近几年全球气候的变化,我国不断遭受着洪水、干旱、滑坡、地震等自然灾害的困扰,同时可能伴随着次生灾害,严重制约着我国经济的发展,威胁我国人民群众的生命财产安全。滑坡是较为常见的自然灾害,滑坡一旦发生在河流两岸,往往会堵塞河道,形成堰塞湖。2008年汶川地震共形成34处堰塞湖。201 8年我国在金沙江流域和雅鲁藏布江流域先后在同一位置发生两次规模巨大的堰塞湖险情,对下游人民群众生命财产造成了巨大的损失。堰塞湖的溃决一般会形成巨大的破坏性洪水过程,而目前对于堰塞湖的预测及防范没有有效的手段,准确预测堰塞湖溃决洪水过程及破坏性洪水向下游演进过程对于下游抢险救灾工作起着决定性的意义。本文以白格堰塞湖为研究对象,融合了堰塞湖溃决理论、二维洪水演进理论及水库调洪理论建立了堰塞湖溃决及梯级水电站洪水计算模型。通过对白格堰塞体材料的分析,反演计算了白格堰塞湖溃决洪水过程,提出了适用于金沙江上游类似材料组成的堰塞湖溃决计算参数。运用建立的洪水计算模型对白格堰塞湖反演计算,验证了模型的可靠性,并对今后可能再次出现的白格堰塞湖溃决洪水过程进行预测研究,并模拟了下游在建梯级水电站的洪水过程,分析了下游梯级水电站建设期的风险。同时对于已经采取人工干预的堰塞残留体进行分析,验证了人工清除残留体工作的可行性和必要性。主要研究内容和成果如下:(1)本文以白格堰塞湖实测溃决洪水过程为依据,运用DB-IWHR溃坝洪水计算程序对白格堰塞湖进行了溃决洪水反演分析,提出了针对“10.10”白格堰塞湖无实测溃决资料的反演计算方法,结合“11.03”白格堰塞湖材料特性和实测溃决流量过程反演了其溃决过程,并提出了适用于金沙江上游类似材料组成的堰塞湖溃决计算参数。(2)基于DB-IWHR溃坝洪水理论和GAST洪水演进程序的基础上,结合水库调洪计算方法,建立了梯级水库洪水模拟模型,并通过“11.03”白格堰塞湖实测洪水过程资料进行了验证。模型堰塞湖处洪峰流量误差仅为0.1%,下游拉哇水电站处洪峰计算值与实测值误差为2.8%,其它水电站洪峰流量误差较小,梯级水库洪水模拟模型在拉哇处虚拟模拟水位最高水位差1.68 m,在实际工程中模拟结果相对保守,更偏安全。(3)白格滑坡体处于持续蠕变状态,可能一次性滑坡失稳的最大方量220万m3～340万m3,估算滑坡体形成堰塞体高程为2952.5m,本文在考虑5年一遇的洪水重现期标准基础上对白格堰塞湖溃决洪水过程进行了模拟计算,在此基础上本文对下游在建梯级水电站进行了风险分析。(4)“11.03”白格堰塞湖溃决后对堰塞残留体进行了人工干预,最大一次性滑坡失稳可能形成的堰塞体堆积高程为2944.5m,在“5年一遇洪水”工况下,本文对潜在形成的堰塞湖溃决过程进行了模拟计算,并模拟了下游在建梯级水电站的洪水过程,对下游在建梯级水电站进行了风险分析,验证了人工清除残留体工作的可行性和必要性,预测分析了可能再次形成白格堰塞湖的风险。(5)本文融合了 DB-IWHR溃坝洪水分析理论、GAST洪水演进模型和水库调洪理论建立了梯级水库洪水模拟模型,该模型可快速进行溃坝洪水过程分析和下游梯级水库洪水过程,计算准确、快速。GAST模型采用了 GPU加速技术,在白格至苏洼龙200km的大尺度空间,计算时间仅40多分钟,计算效率及精度大大提高。该模型可适用于堰塞湖下游存在梯级水电站时快速进行洪水分析,为制定紧急应急抢险方案提供理论指导。