Page 71 - 2022年第53卷第5期

最慢、洪水过程的变异性最小，属于矮胖型洪水过程。结果表明，基于降雨特征指标的聚类分析得
到的三种洪水类型特征显著，洪水过程聚类分析结果可靠。

5 结论

本文采用一组能够量化降雨空间和时程分布的降雨空间矩和时间矩指标，分析了不同场次降雨
的空间分布以及降雨雨型对洪水峰现时刻及洪水过程的影响，并将其作为洪水过程聚类分析的依据
对洪水过程进行分类，主要结论如下：
（1）采用降雨空间矩指标和经验正交函数分解法分析了流域降雨空间分布，紫荆关流域的降雨空
间分布形式多为降雨中心集中在流域出口或插箭岭雨量站处，一般多为两个降雨中心；而阜平流域
的场次降雨一般只有一个降雨中心，且集中在流域下游。
（2）根据降雨时间矩指标和雨峰系数、降雨时间变差系数计算结果，两个流域大部分场次降雨均
只有一个雨峰值。紫荆关流域的雨峰值多靠后，而阜平流域的雨峰值一般较为靠前。
（3）降雨中心空间分布位置和降雨雨型是影响流域场次洪水洪峰出现时刻靠前或滞后的重要因
素。降雨中心位于流域下游或降雨雨峰较为靠前时，流域的响应时间一般较快，洪峰出现的时刻相
对靠前。当降雨中心位于流域上游时，洪峰出现的时刻相对滞后。而当降雨雨峰靠后时，流域的响
应时间有快有慢，这与流域前期雨量、土壤湿度以及降雨中心的空间分布位置有关，表明了同时考
虑降雨中心和降雨雨峰位置对洪水过程线形状影响的重要性。
（4）采用降雨一阶空间矩和一阶时间矩对洪水过程进行分类，根据聚类分析结果得到三种洪水过
程类型，即尖瘦型、多洪峰长历时型和矮胖型洪水过程。三种洪水类型的洪水过程特征显著，表明
了降雨时空特征指标用于洪水过程分类的有效性。
（5）采用降雨时空分布量化指标直接作为洪水过程分类的依据，通过聚类分析可获得不同场次降
雨相应的洪水过程分类结果。相比传统的洪水过程分类方法，该方法数据的准备工作简单，对洪水
数据的依赖性较低，可为预测无资料流域的洪水过程类型提供依据。但该方法前提是流域洪水与降
雨的时空分布特征存在密切联系，若流域洪水以融雪等因素为主要产流机制，则洪水的形成过程与
降雨的时空特征相关性较弱。因此，该方法仅适合降雨形成洪水的流域。

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