По данным на ноябрь 2015 г., на территории Российской Федерации зарегистрировано 5210 комплексов гидротехнических сооружений (ГТС), из них 8 % имеют опасный уровень технического состояния. Напор (перепад между горизонтами воды в створе) для низконапорных гидроузлов доходит до 12 м, для средненапорных гидроузлов верхняя граница соответствует уже 60 м, высоконапорные гидроузлы могут иметь расчетный напор, превышающий 100 м.
Максимальный напор на земляную плотину Неберджаевского водохранилища составлял 25,5 м, расчетный напор Саяно-Шушенской ГЭС в 7,5 раз больше (194 м). Тем не менее, в результате аварии на Саяно-Шушенской ГЭС погибло 75 чел., катастрофа в г. Крымске (Краснодарский край) унесла более 170 жизней. Участившиеся аварии на гидротехнических объектах требуют тщательного анализа динамики факторов, влияющих на надежность элементов гидроузла и пропускную способность его водосбросных и водопропускных сооружений.
Основным методом исследования сложных систем, к которым можно отнести гидроузлы, является метод моделирования, т. е. способ теоретического анализа и практического действия, направленный на разработку и использование моделей. Моделью называют специально синтезированный для удобства исследования объект, который обладает необходимым условием подобия исходному. Модель должна обладать реализмом и простотой.
При анализе факторов, влияющих на надежность ГТС, используются натурные наблюдения, моделирование на физических моделях (как правило, меньшего масштаба) и численное моделирование. Математические модели исследования факторов, влияющих на динамику показателей надежнос ти гидроузлов, можно классифицировать по используемому математическому аппарату и сфере приложения. Общая классификация методов исследований включает восемь направлений, как правило, подразумевающих использование моделей конкретного класса: аналитические (методы элементарной и классической математики), вероятностностатистические методы; методы исследования операций; теоретико-игровые методы; методы теории выбора и принятия решений; методы математической логики, численное (математическое) и имитационное моделирование, эвристические методы.