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雨量级最大、峰现时间早，形成洪水总量最大、洪峰流量最大、持续时间最长、过程变化剧烈的洪水
过程。类型 E 降雨量级最小，时程较为均匀，距离流域出口最远，形成洪水总量最小、洪峰流量最
小、持续时间短的洪水过程。
比较类型 A 和 D 降雨下的洪水特征，两类降雨差异主要在降雨量级（A 和 D 累积降雨为 51.86 和
161.45 mm，平均降雨强度为 4.201 和 6.709 mm/d），A 类降雨下流域出口洪水洪量和洪峰远小于 D 类降
雨（洪量及洪峰分别为 232 亿和 608 亿 m³、27 728 和 60 150 m /s），表明在时空分布差异较小时，降雨
3
量级的差异对洪水过程具有显著影响。
同样的，对比类型 B 和 E 降雨，两类降雨的量级差异不大，时程和空间变化差异较大（B 和 E 的雨
峰时间 R 为 0.43 和 0.38、时程变差系数 R 为 0.81 和 0.64、距离流域出口为 440.01 和 551.91 km），B 类
p cv
和 E 类降雨形成洪水的洪量及洪峰分别为 238 亿和 225 亿 m³、31 181 和 28 958 m /s，符合后锋型降雨流
3
域出口洪峰流量较前锋型降雨更大 ［30］ 的结论，表明降雨的时空分布对洪水过程具有一定影响。综上对
比可知，不同降雨条件对洪水过程的影响有差异，降雨量级对洪水过程的影响较降雨时空分布对洪水
过程的影响大。
采用 Kruskal-wallis 分布检验和中位数检验
表 4 不同数据驱动的聚类效果检验
对 降 雨 聚 类 区 分 洪 水 过 程 的 有 效 性 进 行 了 验
降雨数据聚类结果检验
证，结果见表 4。检验表明，基于降雨的洪水 洪水特征
Kruskal-wallis 分布检验 中位数检验
聚类方法能有效区分洪水量级 R 、洪峰流量
sum *** ***
Q 、涨落历时 T 和 T 。它简单明了，仅依靠 R sum 0.000 0.000
p rise down
Q 0.001 *** 0.006 ***
降雨资料，对洪水数据依赖程度低，为缺乏洪 p
水资料的流域提供了一种有效的洪水过程类型 T rise 0.001 *** 0.018 **
预测方法，对防洪减灾工作具有参考价值。然 T down 0.064 ** 0.125
而，该方法的局限性在于无法准确体现更为细 RQ rise 0.191 0.294
致的过程和变化特征差异，例如涨落速率等。 RQ down 0.723 0.626
4.2 降雨特征对洪水过程的影响 本研究旨在 CS 0.358 0.247
探讨洪水过程的驱动因子及其影响机制。通过 CV 0.223 0.494
计算洪水特征和潜在驱动因素之间的相关性，
并运用随机森林回归，建立洪水典型特征和驱动因子的内在联系，量化各潜在驱动因子的贡献率，从
而识别出洪水过程的主要驱动因素。
4.2.1 洪水过程与潜在驱动因素之间相关性 图 4 展示了三峡入库洪水特征与潜在驱动因素之间的
Spearman 相关系数。分析显示，洪水总量 R 与累积降雨量 P 以及基底流量 Q 呈现显著性正相关关系
sum m 0
（Spearman 系数分别为 0.51 和 0.57），指出降雨总量和洪水前基底流量对洪水量级有着直接影响，而降
雨的时空变化特性与洪量之间的相关性则较弱，呈现不显著负相关。洪峰流量 Q 与降雨量级特征（P 、
p av
P ）和基底流量 Q 均显著相关，其中与基底流量 Q 的关系最为显著（Spearman 系数 0.65），突显了洪水
max 0 0
前流域状态对洪峰形成的重要性。平均降雨强度 P 和最大降雨量 P 也对洪峰有显著影响，Spearman
av max
系数分别为 0.55 和 0.43。洪涨时间 T 与累积降雨 P 关系最好（Spearman 系数 0.45），而时间变差系数
rise m
R 则呈现一定负相关（Spearman 系数-0.28）。洪落时间 T 与雨峰时间 R 显著负相关（Spearman 系数
cv down p
-0.47），与累积降雨量 P 关系较好（Spearman 系数 0.22），表明降雨量级和时程分配对洪水时间尺度有
m
显著影响。洪涨速率 RQ 主要与降雨时间变差系数 R 显著正相关（Spearman 系数 0.36），洪落速率
rise cv
RQ 主要和平均降雨强度 P 、最大降雨量 P 以及雨峰时间 R 显著正相关，Spearman 系数分别为
down av max p
0.38、0.32 和 0.44，说明降雨的时程差异主要影响洪水涨落速率变化。值得注意的是，洪水的偏态系
数 CS 与潜在驱动因子之间的相关性较弱，而变异系数 CV 则与降雨最大值 P 显著正相关（Spearman 系
max
数 0.50），这反映了降雨最大值对洪水过程剧烈程度的影响。降雨空间分布 Z 对洪水过程影响不显著。
这些显著性相关关系验证了潜在驱动因素选取的合理性。

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