湿润山区小流域洪水行为特性驱动要素辨识与预测评估

准确辨识和预测山区小流域洪水行为变化特性对山洪灾害风险管理具有重要意义。论文以7个洪水行为特征指标刻画山洪事件的量级、时间、形态和变率特性，利用主成分分析、围绕中心点分区(partitioning around medoids，PAM)聚类算法、随机森林和五折交叉验证法相结合，辨识了典型山洪类型及其行为特性变化的驱动因素，评估了不同山洪类型行为特征指标的预测性能，并以不同水文气象和下垫面特征的6个山区小流域94场次山洪事件开展应用研究。结果表明：① 所有山洪事件可划分为3种典型山洪类型，即洪峰强度低、峰现早、峰腰宽、涨落洪快的类型(类型1，占50.0%)，峰现晚、过程不集中且变化平缓的类型(类型2，占31.9%)，洪峰强度高、峰腰窄、过程集中且变化剧烈类、涨落洪慢的类型(类型3，占18.1%)；② 类型1和类型3的洪水行为特征变化受降雨和流域特征的综合影响，主导因素分别为降雨变差系数和森林覆盖率，类型2中57.1%的洪水行为特征变化主要受降雨集中度等降雨变化影响；③ 类型3洪水行为特征指标的总体预测性能精度最高，类型1和类型2次之，三种山洪类型的量级、时间和形态指标的预测精度均优于变率指标。研究可为山洪灾害差异化防治和风险管理提供技术支撑和参考。