近年来,全球气候变化导致极端水文事件频发,给社会经济带来了极大的威胁,为降低极端水文事件造成的防洪风险,应加强防洪减灾体系建设和优化资源配置。随着流域大型控制性水库相继建成投运,流域大规模联合防洪调度格局已初步形成,但由于受水文、水力、调度滞时等多重不确定性影响,其调度过程呈现随机性和复杂性,严重影响了水库群安全稳定经济运行。从防洪安全的角度出发,防洪调度风险管理工作意义重大。为此,本文围绕金沙江下游-三峡梯级水库高效、安全、经济运行背景下防洪调度风险分析面临的关键科学问题,根据不同的风险定义,分别基于随机模拟方法及防洪库容频率曲线重点开展了水库群防洪调度风险分析等工作,主要研究内容和创新性成果如下:(1)基于正态分布、对数正态分布等多种分布函数及最大熵原理开展了径流预报误差分布规律研究。首先建立了基于改进杂草算法优化的神经网络模型,进一步针对三峡入库洪水开展短期径流预报,获取各时段预报误差系列;然后,以此作为数据基础,分别采用最大熵理论及多种常用分布推求了水库汛前期、主汛期、汛末期各时段预报误差的分布规律。以三峡水库2001~2010年入库径流为例,结果表明:其各时段预报误差具有不同的分布规律,且预报值总体呈现偏大趋势。(2)针对长江上游水库群联合防洪调度系统,开展了基于随机模拟方法的水库群联合防洪调度风险分析,考虑水库不同运行方式及多种不确定性的影响,结合多变量径流随机模拟方法,分析了各单元水库的风险变化规律,进而融合决策者的主观偏好及客观信息,对防洪调度方案集进行了多属性风险决策。研究表明,三峡入库洪水预报的不确定性对上游水库防洪风险影响较大,水库群联合防洪调度能有效降低下游水库防洪风险,提高流域整体防洪效益,多属性风险决策能够综合考虑流域防洪调度任务的重要性给出最佳调度方案,为水库防洪调度决策提供依据。(3)围绕水库实时防洪调度风险分析需求,创新性地提出了一种基于长系列历史实测径流资料的防洪库容频率曲线推算方法,基于此,建立了水库实时防洪调度风险分析模型,分析了三峡水库汛期不同时段防洪风险的变化规律;进一步,结合流域长系列历史实测资料,综合考虑流域梯级水库地理位置、水文联系、防洪需求等因素,分析了三峡水库在不同调度情景下防洪库容频率曲线的变化情况,并探究了上游水库与下游水库之间防洪库容的互用性。研究表明,推求的防洪库容频率曲线能够显著反映三峡水库在汛期不同时段的风险变化特征,对判断当前防洪情势具有一定辅助作用,合理利用防洪库容互用性可有效降低三峡水库防洪风险,为水库实时防洪调度风险分析提供了新的思路。