Page 68 - 2022年第53卷第5期

为靠前。根据图 6（c）（d）可知，降雨中心个数对流域响应时间的影响不显著，当一场降雨有多个降雨
中心的时候，洪峰的出现时刻相对靠前。
根据降雨一阶和二阶时间矩指标计算结果，分析不同降雨时程分布对洪水过程线的影响。将标
准化的洪水过程线分为降雨雨峰靠前、降雨雨峰靠后、只有一个降雨峰值、至少有两个降雨峰值四
种类别，如图7所示。

0.30
0.15
0.25
标准化洪水过程线/h -1 0.15 标准化洪水过程线/h -1 0.10
0.20

0.10
0.05
0.05
0.00 0.00
0 50 100 150 200 0 50 100 150 200
时间/h 时间/h
（a） 降雨雨峰靠前T 1 <1 （35场洪水） （b） 降雨雨峰靠后T 1 >1 （33场洪水）
0.30 0.06
标准化洪水过程线/h -1 0.20 标准化洪水过程线/h -1 0.04
0.25
0.05
0.15
0.03
0.10
0.02
0.05
0.00 0.01
0.00
0 50 100 150 200 0 50 100 150 200
时间/h 时间/h
（c） 只有一个降雨峰值T 2 <1 （63场洪水） （d） 至少有两个降雨峰值T 2 >1 （5场洪水）
图7 降雨雨型对洪水过程线的影响结果分析

由图 7（a）（b）可以看出，当降雨雨峰靠后时，不同场次的洪水响应时间有快有慢，而当降雨雨峰
靠前时，多个场次洪水的洪峰较为集中，洪水陡涨陡落，且平均峰现时间较为靠前。但这两个流域
的部分由后峰型降雨形成的洪水响应时间比前峰型降雨形成的洪水响应时间还短，洪峰出现时刻较
为靠前。从流域产汇流机制的角度分析，造成该现象的原因可能为，两个流域均位于半干旱半湿润
区，流域土壤常年处于较为干旱的状态，当雨峰值靠后的时候，前期的降雨量充分入渗，使得流域
土壤湿度接近或达到饱和状态，随后当降雨的峰值来临时，流域更容易产流，导致流域的响应时间
较短，洪水的起涨过程较快，洪峰相对靠前。故后峰型降雨形成的洪水响应时间长短，与场次降雨
的雨峰前降雨量大小、土壤湿度状态有关。为进一步分析该现象是否与降雨中心的空间分布有关，
将雨峰靠后的两个流域共33场洪水按降雨中心位于流域上游或下游进行分类，结果如图8所示。
由图 8（a）可以看出，当雨峰靠后且降雨中心位于流域下游时，流域的响应时间较快，洪峰的出
现时刻相对靠前，而当雨峰靠后但降雨中心位于流域上游时，则洪水响应时间相对较慢。这表明同
时考虑降雨空间分布和时程分布的重要性，若仅考虑降雨时程上的分布对洪水进行分类，难以确定
流域的汇流响应时间长短。另外，根据图 7（c）（d）可以看出，两个流域大多数场次降雨在时程上一般
只有一个雨峰值。当场次降雨有两个以上雨峰值时，相应洪水过程线也趋于有多个洪峰，且流域响
应相对较慢，洪峰多靠后。
4.4 降雨时空指标在洪水过程聚类分析中的应用 综合 4.3节分析结果，表明降雨中心的空间分布位
置和雨峰的时程分布位置对洪水过程的影响较大，故选取降雨一阶空间矩指标 D 和降雨一阶时间矩
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指标T 作为识别不同洪水过程类型的依据，对洪水过程进行聚类分析。
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