堤防是防御洪水的最后屏障，然而现有的堤防却存在很多安全隐患。比较突出的是渗透稳定问题，已经成为堤防工程中最普遍而且最难治愈的心腹之患。本文基于随机有限元方法，考虑渗透系数的空间变异性，对堤防工程的渗透稳定问题进行了风险分析；并以全生命周期成本为决策准则，引入了二阶段决策法对堤防的除险加固策略进行了研究。全文主要内容包括： 1．采用改进的初流量法对三维稳定渗流进行了确定性有限元分析。改进的初流量法既保持了只需一次形成和分解总体传导矩阵的优点，又解决了初流量法解不稳定的问题。 2．由于渗透系数存在着明显的空间变异性，所以将其视为随机场进行研究。直接将其引入泛函变分表达式中，应用小参数摄动法，推导了三维稳定渗流的随机变分原理和相应的有限元列式，并进一步给出了水头、水力坡降的均值及方差表达式。 3．采用三维可分向量随机场的局部平均进行随机场的离散，并用Taylor展开法随机有限元对三维稳定渗流进行分析，在此基础上，引进风险分析决策理论，进行了堤防的渗透失稳风险分析，计算了其风险率。 4．引入了二阶段风险决策法进行堤防除险加固决策，使得加固的堤防渗透失稳风险达到最佳风险率，同时使其全生命周期成本达到最小。 5．本文全面考虑堤防建设费用、除险加固费用和失效费用，以全生命周期成本最小为决策准则，对堤防渗透稳定的最佳风险水平进行了研究。 6．针对南京秦淮河武夷绿洲段堤防工程，对其三维稳定渗流进行了确定性有限元及随机有限元分析，并计算了此段堤防的风险率；此外，根据计算成果，提出此段堤防需要防渗加固，并对加固方案做了简要分析。