化工园区内聚集着较多的石油化工企业,易燃、易爆、有毒危险物质种类繁多且数量巨大,在各类自然灾害影响下极易诱发一连串的次生衍生危险化学品泄漏、火灾、爆炸事故,对于这一类自然灾害诱发的技术灾害事件,国际上将其定义为Natech（Natural Hazard Triggering Technological Disasters）事件。自然灾害与其次生衍生的火灾爆炸事故会破坏园区内的危险设备单元,导致多米诺效应事故的发生,扩大事故后果。自然灾害诱发的化工园区多米诺效应事故时有发生,且呈现出愈演愈烈的趋势,表明化工园区在应对自然灾害带来的风险防控方面存在不足。因此,研究自然灾害诱发的多米诺效应事故链路扩展概率与风险防控体系,对提高化工园区的安全管理与事故防控水平具有十分重要的理论和工程应用价值。当前关于Natech事件的研究主要考虑其次生衍生的火灾爆炸事故,较少考虑其后续可能的多米诺效应事故;而关于多米诺效应的研究,大多仅考虑化工园区内部设备或管理缺陷导致的初始事故场景,较少考虑由自然灾害诱发的多个初始事故场景同时发生的复杂情况,且往往忽视存在多米诺效应多层级扩展的可能性。为此,本文以雷电、洪水、地震等典型自然灾害诱发的化工园区多米诺效应事故多层级扩展链路为研究对象,以化工园区风险防控为目的,开展以下研究:（1）自然灾害诱发的化工园区多米诺效应链路演化机理研究。分析局部性自然灾害与区域性自然灾害导致的多米诺效应的特征与作用机理,引入灾害链式理论并运用系统科学的思想,明确自然灾害诱发的多米诺效应事故链产生条件与结构特征;对事故链的组成结构及演化共性规律进行数学表达,构建自然灾害诱发的多米诺效应事故链演化分析模型,揭示事故链演化过程中的复杂性规律与运动本质;构建自然灾害诱发的多米诺效应事故链演化过程的三层级量化分析框架,为后续章节提供理论基础。（2）局部性自然灾害诱发的多米诺效应链路预测方法研究。针对以雷电为代表的局部性自然灾害诱发的化工园区多米诺效应事故的特点,首次提出雷电诱发的多米诺效应事故多层级链路概率预测流程;利用事件树分析雷电诱发储罐火灾的原因及事故场景,提出不同类型火灾的雷击储罐起火概率模型;考虑多米诺升级因子之间的协同效应及多层级多米诺效应,构建雷电诱发的多米诺效应事故扩展链路图;利用贝叶斯网络求解每条链路发生的概率,通过设定不同设备单元的失效状态,分析给定条件下不同设备失效与否对雷击多米诺效应事故链路概率的影响程度,识别最危险的初始设备单元与对多米诺场景概率影响最大的目标设备单元,为第六章定量风险评估与防控提供数据支持。（3）区域性自然灾害作用下化工设备易损性评估模型研究。研究建立能够反映洪水强度参数与常压立式储罐结构抵抗力参数关系的极限状态方程,采用拉丁超立方随机抽样方法分别建立洪水强度参数与储罐特征参数数据库;利用逻辑回归方法,构建能够同时考虑滑移、浮离、屈曲三种失效模式并能够适用于不同强度参数洪水与不同特征参数常压立式储罐的易损性评估模型,克服前人研究仅限于特定特征参数储罐的局限性;在易损性评估模型的基础上,通过易损性曲线分析洪水淹没深度、洪水流速、储罐直径、储罐高度、储液充装系数等参数的敏感性及对储罐易损性的影响;首次构建能够同时反映洪水淹没深度、洪水流速、储液充装系数影响的易损性魔方,用以快速分析储罐的临界致灾条件与临界充装系数;最后,归纳目前能够适用于定量风险评估的化工设备地震易损性评估模型与卧式储罐洪水易损性评估模型,为第五章链路预测与第六章风险防控提供数据支持。（4）区域性自然灾害诱发的多米诺效应链路预测方法研究。针对以洪水、地震为代表的区域性自然灾害可能导致多个设备单元同时失效的特点,建立区域性自然灾害导致的所有可能设备失效状态组合及概率评估模型;提出自然灾害诱发多个初始设备单元失效的多米诺效应事故多层级链路概率预测方法,该方法通过建立设备失效状态转移矩阵与失效状态转移概率矩阵,构建区域性自然灾害诱发的多米诺效应事故扩展链路有向图,利用深度优先遍历算法,获得所有可能的多米诺效应事故扩展链路及每条链路的发生概率,填补目前缺少自然灾害诱发的多个初始事故场景与多层级多米诺效应链路预测方法的空白;最后通过实例分析识别最可能的初始事故场景、最可能的扩展链路及对多米诺效应影响最大的设备单元,并分析自然灾害与多层级多米诺效应对设备失效概率的影响,为第六章定量风险评估与防控提供数据支持。（5）自然灾害诱发的多米诺效应事故定量风险评估与防控体系研究。在自然灾害诱发的多米诺效应链路概率预测方法研究的基础上,建立局部性自然灾害与区域性自然灾害诱发的多米诺效应事故个人风险与社会风险评估模型,突破目前风险评估方法未同时考虑自然灾害与多米诺效应影响的局限性;依据事故链路扩展规律,建立自然灾害诱发的多米诺效应断链减灾防控模型,研究同时考虑自然灾害与多层级多米诺效应影响的全生命周期防控体系;通过案例应用对比分析自然灾害及多层级多米诺效应个人风险与社会风险,揭示自然灾害与多米诺效应对化工园区风险的扩大作用,并利用风险评估模型量化事故防控效果,为优化防控策略提供理论依据与数据支持。