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全书分为7章，首先围绕堤防土体时空演化特点、渗透张量强空间变异特性这一科学问题展开研究。然后，通过模型试验、理论推导的方式对渗透系数随机场空间离散方法进行了分析，结合局部平均分割方法，建立了堤防三维渗透系数随机场计算模型。同时，考虑汛期降雨量—渗流时间相互作用，构建堤防汛期三维随机渗流场求解方法，揭示汛期堤防随机渗透特性时空演化规律。然后，基于堤防分区破坏机理，提出改进的堤防渗透失稳风险概率分析方法，揭示渗透系数强随机性与渗透稳定风险预测的内在联系。最后，以石臼湖堤防防洪能力提升工程为例，建立了堤防三维多介质渗透系数随机场，考虑水位变化的影响，分析了堤防汛期水力梯度变化规律，并预测了多工况下堤防渗透破坏的风险概率。