主要完成单位：郑州大学、河南省引江济淮工程有限公司、郑州铁路职业技术学院

项目简介：

　　随着全球水库大坝管理水平及社会风险意识的提高，大坝失事的突然性和极大破坏性导致其溃坝后果越来越为相关管理部门及社会关注。有效分析水库大坝溃坝后果，可为采取针对性的风险管控措施提供参考和依据，而目前关于此方面的研究尚存在明显不足。因此，项目组进行水库大坝溃坝后果评估方法研究，主要工作和成果如下：

　　（1）解析了溃坝洪水灾害系统的要素组成，揭示了溃坝洪水生命损失、经济损失和环境影响的形成机制，明确了溃坝风险后果的内涵和分类。

       定义了溃坝洪水灾害的危险性、暴露性和易损性，构建了包含孕灾环境、致灾因子和承灾体的溃坝洪水风险系统，解析了各组成要素间的影响关系；明晰了“洪水参数-外界条件-内在特性”对溃坝后果的耦合作用，量化了生命、经济和环境在溃坝洪水下的易损性，揭示了溃坝生命损失、经济损失和环境影响的形成机制；厘清了风险后果的内涵与联系，定义生命损失、经济损失和环境影响是溃坝风险后果的基础类别，社会影响是上述三种后果的共同作用。

　　（2）提出了适用于不同评估需求的溃坝洪水生命损失、经济损失和环境影响评估方法，揭示了各类洪水淹没损失的时空变化规律，构建了溃坝洪水风险后果多尺度综合评价模型。

　　面对大量水库风险评估和单一水库风险精细化管控的不同需求，分别提出了基于社会和工程基础数据的溃坝生命损失、经济损失和环境影响快速定性突变评价方法，以及基于致灾过程数值模拟的定量区间分析方法；结合GIS平台、溃坝洪水参数、“人口-经济-环境”数据，研发了溃坝洪水风险后果空间展布技术，揭示了溃坝风险后果的空间和时间变化规律；提出了溃坝洪水综合风险后果指标体系，从“网格-行政单元-淹没区”三个尺度构建了综合评价模型，为采取差异化的管控措施提供依据。

　　（3）提出了溃坝洪水避难场所优选方法，解析了主观决策因素和客观环境限制耦合作用下的风险人口避难行为，研发了风险人口避难转移动态规划技术。

　　整合土地类型、数字高程模型、地质灾害点、道路和建筑物等多源异构数据，结合GIS空间分析和溃坝洪水演进模拟，构建了溃坝避难场所优选模型；分析溃坝洪水下社会群体的避难过程，明晰风险人口“感知-决策-行动”的交互机制，模拟“避难时间-路径-目标”和“淹没水深-交通条件-避难容量”耦合作用下的风险人口避难行为；建立溃坝风险人口避难转移模型，采用智能算法实现避难过程的预演和避难路径的动态规划，为制定溃坝洪水应急预案提供智能决策。

　　项目共发表学术论文41篇，其中SCI检索期刊论文15篇（中科院一区12篇、中科院二区3篇），《水利学报》、《水科学进展》等EI检索期刊论文8篇，中文核心期刊论文18篇；获得发明专利2项，实用新型专利4项，软件著作权12项；出版学术专著1部。项目研究成果应用于河南省前坪水库和石门水库，为水库大坝风险管控措施的制定与实施，从而保障水库大坝下游群众生命财产安全和减小潜在溃坝环境影响，提供了理论和技术支持，取得了良好的经济和社会效益。此外，项目研究已培养毕业博士研究生5人，硕士研究生21人。

　　图1溃坝洪水风险系统       图2洪水风险后果作用机理       图3溃坝风险后果分类

　　图4溃坝风险后果评估模型

图5 溃坝洪水应急预案智能决策