基于改進(jìn)的最優(yōu)分割法的不同論域?qū)ρ雌诜制谟绊懷芯?/h1>
2019-04-14 07:28許鈺沐牛秀嶺
水力發(fā)電 2019年11期
許鈺沐，牛秀嶺
(1.山西冶金巖土工程勘察有限公司，山西 太原 030024；2.山西水務(wù)交口供水開發(fā)建設(shè)管理有限公司，山西 太原 030024)
0 引 言
科學(xué)合理的汛期分期對(duì)于流域的防洪減災(zāi)及水資源合理利用與保護(hù)具有十分重要的意義[1]。不同年份降雨量在不同時(shí)間段變化較大，汛期在不同年份都具有隨機(jī)性、模糊性等變化規(guī)律[2]。目前，針對(duì)這些特點(diǎn)，現(xiàn)行的分期方法中僅Fisher分割法既能處理多指標(biāo)的聚類問(wèn)題，又能同時(shí)考慮樣本時(shí)序性，在汛期分期中應(yīng)用廣泛[3-4]。但Fisher分割法在處理多指標(biāo)聚類問(wèn)題時(shí)缺乏對(duì)指標(biāo)權(quán)重的考慮，即便唐莉等人將主成分分析法(PCA，principal component analysis)[5]與Fisher最優(yōu)分割法結(jié)合，稱之為PCA-Fisher最優(yōu)分割，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行汛期分期，克服了Fisher最優(yōu)分割法視各指標(biāo)等權(quán)重的不足[5]，但以往人們?cè)谶\(yùn)用Fisher分割法汛期分期時(shí)，存在人為確定汛期研究域與汛期分期的研究論域的問(wèn)題，對(duì)于汛期的界定及汛期分期基本時(shí)間單元的選取都帶有強(qiáng)烈的主觀性與不確定性[6-7]。為此，本文以張家莊水庫(kù)為例，首先定量確定汛期研究域，再分別以旬與候?yàn)檠芯空撚?，采用PCA-Fisher最優(yōu)分割法，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行汛期分期。
1 方法理論
1.1 Fisher最優(yōu)分割法
Fisher最優(yōu)分割法是將樣本分成若干類，對(duì)一列有序樣本進(jìn)行分割，其分割原則是各類間的差異最大，各類內(nèi)部的差異最小。具體分割步驟如下：
(1)樣本數(shù)據(jù)處理。設(shè)n個(gè)有序樣本，各有m項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，xij即為第i個(gè)樣本的第j個(gè)指標(biāo)特征值，構(gòu)造指標(biāo)特征值矩陣X，對(duì)各指標(biāo)無(wú)量綱化，得標(biāo)準(zhǔn)矩陣X′。即
xij′=xij/xmaxj
(1)
式中，xmaxj為第j個(gè)指標(biāo)中的最大值，xij′是無(wú)量綱化后的值。
(2)定義類直徑。設(shè)某類Gij={yi,yi+1,…,yj}j>i)的樣本離差平方和為其直徑D(i，j)V，即
(2)
(4)最優(yōu)解的確定。Fisher最優(yōu)分割法具有如下遞推定理
(3)
(4)
當(dāng)分k類時(shí)，找ik分割點(diǎn)使得式(4)的值最小，即F(n，k)=F(ik-1，k-1)+D(ik，n)；從而求出第k類。然后再求ik-1分割點(diǎn)，使F(ik-1，k-1)=F(ik-1-1，k-2)+D(ik-1，n)，以此類推得出所有分割點(diǎn)求出最優(yōu)解。
(5)最優(yōu)分類數(shù)的確定。F(n，k)～k曲線的轉(zhuǎn)折處的k值即為最優(yōu)分類數(shù)；或當(dāng)β(k)較大時(shí)則表示分k類較優(yōu),β(k)=|F(n,k)-F(n,k-1)|,一般以β(k)最大值時(shí)對(duì)應(yīng)k值為最優(yōu)分類數(shù)目。
1.2 均值變點(diǎn)分析
王賀佳等提出可以采用均值變點(diǎn)分析將尋找非汛期與汛期轉(zhuǎn)化為尋找降雨-徑流相關(guān)系數(shù)強(qiáng)度的變點(diǎn)[6]。均值變點(diǎn)分析的步驟如下：
對(duì)于有序相關(guān)系數(shù)數(shù)列{λθ}(θ=1，2，…，12)，以λt為端點(diǎn)將{λθ}劃分為兩列：λ1，λ2，…，λt和λt，λt+1，…，λ12，其中λt=max(λ1，λ2，…，λ12)。
假定{λθ}在第θ個(gè)月與第θ+1個(gè)月處斷開，則可計(jì)算統(tǒng)計(jì)量Dt和D，即
(5)
(6)
β=D-Dt
(7)
式中，最大β對(duì)應(yīng)的第θ個(gè)月為變點(diǎn)，從而可以求出汛期開始的月。
同理，對(duì)有序數(shù)列λt，λt+1，…，λ12進(jìn)行上述演算，也就可以得到汛期結(jié)束的月。根據(jù)汛期開始與結(jié)束的月，可以對(duì)汛期與非汛期進(jìn)行劃分。
2 實(shí)例分析
張家莊水庫(kù)位于山西省孝義市城西2.5 km的孝河上，是一座綜合利用的中型水庫(kù)，兼有防洪、農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)供水等綜合效益。
2.1 研究期確定
本文以張家莊水庫(kù)1994年～2014年共21 a的月降雨-徑流資料為基礎(chǔ)，得到了月降雨P(guān)和徑流R的平均相關(guān)系數(shù)矩陣X=[0.02 0.24 0.22 0.39 0.64 0.72 0.73 0.67 0.75 0.50 0.29 0.01]T，可得最大相關(guān)系數(shù)為0.75；以0.75為端點(diǎn)，可將月降雨P(guān)和徑流R的平均相關(guān)系數(shù)矩陣劃分兩列，即1月到9月和9月到12月兩列，分別使用式(5)～(7)對(duì)兩列相關(guān)系數(shù)矩陣計(jì)算β。結(jié)果見圖1及圖2。由圖1、2可知，第1變點(diǎn)為第4個(gè)月，第2個(gè)變點(diǎn)為10月，即4月到10月為張家莊水庫(kù)汛期。
圖1 β隨 θ變化第1變點(diǎn)
圖2 β隨 θ變化第2變點(diǎn)
2.2 基于旬的汛期分期
2.2.1樣本指標(biāo)選取及指標(biāo)權(quán)重計(jì)算
表3 以旬為基本單元的F(n,k)計(jì)算結(jié)果
以4月～10月為汛期研究域，可將整個(gè)汛期研究時(shí)段劃分為21個(gè)旬。以張家莊水庫(kù)1962年～2014年共53 a的逐日降雨資料為基礎(chǔ)，選取表1中能反映張家莊水庫(kù)流域范圍內(nèi)暴雨洪水特征的4個(gè)指標(biāo)作為研究對(duì)象。運(yùn)用SPSS軟件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析[8]，可得表1及表2。
表1 成分矩陣(成分1)
表2 解釋的總方差 %
由表2可知，主成分1特征累積方差貢獻(xiàn)率≥80%。因此，其能夠反映各指標(biāo)的大部分信息。
各指標(biāo)的權(quán)重ω=(0.745，0.188，0.035，0.032)。
2.2.2分期計(jì)算
由于各指標(biāo)間的單位不同，首先要將各指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化處理。再利用上面求得各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，對(duì)無(wú)量綱化的結(jié)果求加權(quán)平均值。最后計(jì)算得出初始分類樣本Y=[0.18 0.22 0.26 0.21 0.35 0.40 0.38 0.61 0.71 1.27 0.94 1.18 1.17 1.16 1.08 0.92 0.76 0.68 0.54 0.36 0.25]T；再計(jì)算各截?cái)鄻颖镜哪繕?biāo)函數(shù)F(n，k)值，計(jì)算結(jié)果見表3。
繪制目標(biāo)函數(shù)F(n，k)～k、β(k)～k曲線如圖3所示。從圖3可以看出，在k=3處F(n，k)～k曲線最陡并出現(xiàn)拐彎，且β(k)～k曲線，k=3時(shí)，取值最大。所以可確最優(yōu)定分類數(shù)k=3。從表4可以得出{1，2，3，4，5，6，7，8}、{9，10，11，12，13，14}和{15，16，17，18}3類。即，4月1日到6月20日為前汛期，6月21日到8月20日為主汛期，8月21日到10月30日為后汛期。
圖3 以旬為論域的F(n，k)～k和 β(k)～k曲線
表4 以候?yàn)榛締卧腇(n，k)計(jì)算結(jié)果
2.3 基于候的汛期分期
2.3.1樣本指標(biāo)選取及指標(biāo)權(quán)重計(jì)算
以4月～10月為汛期研究域，可將整個(gè)研究時(shí)段劃分為42個(gè)候。資料指標(biāo)選取同上。運(yùn)用SPSS軟件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析[9]，得到各指標(biāo)的權(quán)重ω=(ω1，ω2，ω3，ω4)=(0.865，0.073， 0.056， 0.005)。
2.3.2分期計(jì)算
以候?yàn)檎撚?，?duì)各樣本指標(biāo)無(wú)量綱化后，得出初始分類樣本向量為：Y=[0.10 0.16 0.16 0.19 0.21 0.14 0.18 0.15 0.24 0.23 0.31 0.23 0.28 0.23 0.38 0.33 0.34 0.58 0.86 0.69 0.52 0.59 0.52 1.00 0.90 0.43 0.84 0.50 0.54 0.76 0.53 0.52 0.41 0.47 0.39 0.51 0.33 0.31 0.28 0.18 0.20 0.14]T。
再計(jì)算各截?cái)鄻颖镜哪繕?biāo)函數(shù)F(n，k)值，計(jì)算結(jié)果見表4。
圖4 以候?yàn)檎撚虻腇(n，k)～k和 β(k)～k曲線
繪制目標(biāo)函數(shù)F(n，k)～k、β(k)～k曲線(見圖4)。由表4可得{1～17}、{18～29}和{30～42}3類，即4月1日到6月15日為前汛期，6月16日到8月31日為主汛期，9月1日到10月30日為后汛期。
3 結(jié)果與分析
張家莊水庫(kù)現(xiàn)行的汛期研究域?yàn)?月～9月，而采用均值變點(diǎn)得到張家莊水庫(kù)汛期研究域?yàn)?月～10月。其中，4月、5月和10月雖然不是北方地區(qū)公認(rèn)的入汛期；但張家莊的降雨數(shù)據(jù)顯示，4月份降雨總量于1994年首次超過(guò)7月，1994年后4月份降水總量頻繁偏大。在1963年與1980年5月降水總量為全年最大值，其余年內(nèi)有時(shí)5月比6月的降雨量還要多。研究期內(nèi)多年10月與9月的降雨量相當(dāng)，因此考慮氣候變化和極端天氣這兩個(gè)因素，將4月、5月和10月劃分到汛期里是合理的。
以旬與候?yàn)榛镜难芯空撚蚍謩e對(duì)張家莊主汛期進(jìn)行劃分，得到主汛期時(shí)間段差異較大，以候?yàn)榛镜臅r(shí)間單元，得到張家莊水庫(kù)主汛期較以旬為基本時(shí)間單元長(zhǎng)15 d，表現(xiàn)為主汛期提前到來(lái)且推后結(jié)束。究其原因，以候?yàn)榛镜臅r(shí)間單元，汛期分期更為精細(xì)，樣本間差異更為微小。在采用PCA-Fisher最優(yōu)分割法進(jìn)行汛期分期時(shí)，主汛期的時(shí)間跨度會(huì)變大，實(shí)際中主汛期變長(zhǎng)有助于流域的防洪減災(zāi)，更有利于保障下游城鎮(zhèn)居民的安全。因此，在進(jìn)行流域汛期分期時(shí)，需要對(duì)比不同研究論域的汛期分期結(jié)果，盡可能地進(jìn)行科學(xué)合理的汛期分期，以保障下游人民生產(chǎn)及生活安全。
4 結(jié)論與建議
(1)采用PCA-Fisher最優(yōu)分割法可考慮各類指標(biāo)權(quán)重，有效進(jìn)行汛期分期。
(2)4月、5月和10月雖然不是北方地區(qū)公認(rèn)的入汛期，但采用均值變點(diǎn)分析將4月、5月和10月納入張家莊水庫(kù)汛期合理。在不同流域?qū)τ谘雌谘芯坑虻拇_定需要客觀的分析降雨-徑流的相關(guān)性，充分考慮氣候變化和極端天氣這兩個(gè)因素。
(3)以旬與候?yàn)榛镜难芯空撚蚍謩e對(duì)張家莊主汛期進(jìn)行劃分，得到主汛期時(shí)間段差異較大，研究論域越小，樣本間差異更為微小，汛期分期更為精細(xì)。在進(jìn)行流域汛期分期時(shí)，需要對(duì)比不同研究論域的汛期分期結(jié)果，盡可能的科學(xué)合理的進(jìn)行汛期分期。
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0 引 言
科學(xué)合理的汛期分期對(duì)于流域的防洪減災(zāi)及水資源合理利用與保護(hù)具有十分重要的意義[1]。不同年份降雨量在不同時(shí)間段變化較大，汛期在不同年份都具有隨機(jī)性、模糊性等變化規(guī)律[2]。目前，針對(duì)這些特點(diǎn)，現(xiàn)行的分期方法中僅Fisher分割法既能處理多指標(biāo)的聚類問(wèn)題，又能同時(shí)考慮樣本時(shí)序性，在汛期分期中應(yīng)用廣泛[3-4]。但Fisher分割法在處理多指標(biāo)聚類問(wèn)題時(shí)缺乏對(duì)指標(biāo)權(quán)重的考慮，即便唐莉等人將主成分分析法(PCA，principal component analysis)[5]與Fisher最優(yōu)分割法結(jié)合，稱之為PCA-Fisher最優(yōu)分割，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行汛期分期，克服了Fisher最優(yōu)分割法視各指標(biāo)等權(quán)重的不足[5]，但以往人們?cè)谶\(yùn)用Fisher分割法汛期分期時(shí)，存在人為確定汛期研究域與汛期分期的研究論域的問(wèn)題，對(duì)于汛期的界定及汛期分期基本時(shí)間單元的選取都帶有強(qiáng)烈的主觀性與不確定性[6-7]。為此，本文以張家莊水庫(kù)為例，首先定量確定汛期研究域，再分別以旬與候?yàn)檠芯空撚?，采用PCA-Fisher最優(yōu)分割法，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行汛期分期。
1 方法理論
1.1 Fisher最優(yōu)分割法
Fisher最優(yōu)分割法是將樣本分成若干類，對(duì)一列有序樣本進(jìn)行分割，其分割原則是各類間的差異最大，各類內(nèi)部的差異最小。具體分割步驟如下：
(1)樣本數(shù)據(jù)處理。設(shè)n個(gè)有序樣本，各有m項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，xij即為第i個(gè)樣本的第j個(gè)指標(biāo)特征值，構(gòu)造指標(biāo)特征值矩陣X，對(duì)各指標(biāo)無(wú)量綱化，得標(biāo)準(zhǔn)矩陣X′。即
xij′=xij/xmaxj
(1)
式中，xmaxj為第j個(gè)指標(biāo)中的最大值，xij′是無(wú)量綱化后的值。
(2)定義類直徑。設(shè)某類Gij={yi,yi+1,…,yj}j>i)的樣本離差平方和為其直徑D(i，j)V，即
(2)
(4)最優(yōu)解的確定。Fisher最優(yōu)分割法具有如下遞推定理
(3)
(4)
當(dāng)分k類時(shí)，找ik分割點(diǎn)使得式(4)的值最小，即F(n，k)=F(ik-1，k-1)+D(ik，n)；從而求出第k類。然后再求ik-1分割點(diǎn)，使F(ik-1，k-1)=F(ik-1-1，k-2)+D(ik-1，n)，以此類推得出所有分割點(diǎn)求出最優(yōu)解。
(5)最優(yōu)分類數(shù)的確定。F(n，k)～k曲線的轉(zhuǎn)折處的k值即為最優(yōu)分類數(shù)；或當(dāng)β(k)較大時(shí)則表示分k類較優(yōu),β(k)=|F(n,k)-F(n,k-1)|,一般以β(k)最大值時(shí)對(duì)應(yīng)k值為最優(yōu)分類數(shù)目。
1.2 均值變點(diǎn)分析
王賀佳等提出可以采用均值變點(diǎn)分析將尋找非汛期與汛期轉(zhuǎn)化為尋找降雨-徑流相關(guān)系數(shù)強(qiáng)度的變點(diǎn)[6]。均值變點(diǎn)分析的步驟如下：
對(duì)于有序相關(guān)系數(shù)數(shù)列{λθ}(θ=1，2，…，12)，以λt為端點(diǎn)將{λθ}劃分為兩列：λ1，λ2，…，λt和λt，λt+1，…，λ12，其中λt=max(λ1，λ2，…，λ12)。
假定{λθ}在第θ個(gè)月與第θ+1個(gè)月處斷開，則可計(jì)算統(tǒng)計(jì)量Dt和D，即
(5)
(6)
β=D-Dt
(7)
式中，最大β對(duì)應(yīng)的第θ個(gè)月為變點(diǎn)，從而可以求出汛期開始的月。
同理，對(duì)有序數(shù)列λt，λt+1，…，λ12進(jìn)行上述演算，也就可以得到汛期結(jié)束的月。根據(jù)汛期開始與結(jié)束的月，可以對(duì)汛期與非汛期進(jìn)行劃分。
2 實(shí)例分析
張家莊水庫(kù)位于山西省孝義市城西2.5 km的孝河上，是一座綜合利用的中型水庫(kù)，兼有防洪、農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)供水等綜合效益。
2.1 研究期確定
本文以張家莊水庫(kù)1994年～2014年共21 a的月降雨-徑流資料為基礎(chǔ)，得到了月降雨P(guān)和徑流R的平均相關(guān)系數(shù)矩陣X=[0.02 0.24 0.22 0.39 0.64 0.72 0.73 0.67 0.75 0.50 0.29 0.01]T，可得最大相關(guān)系數(shù)為0.75；以0.75為端點(diǎn)，可將月降雨P(guān)和徑流R的平均相關(guān)系數(shù)矩陣劃分兩列，即1月到9月和9月到12月兩列，分別使用式(5)～(7)對(duì)兩列相關(guān)系數(shù)矩陣計(jì)算β。結(jié)果見圖1及圖2。由圖1、2可知，第1變點(diǎn)為第4個(gè)月，第2個(gè)變點(diǎn)為10月，即4月到10月為張家莊水庫(kù)汛期。
圖1 β隨 θ變化第1變點(diǎn)
圖2 β隨 θ變化第2變點(diǎn)
2.2 基于旬的汛期分期
2.2.1樣本指標(biāo)選取及指標(biāo)權(quán)重計(jì)算
表3 以旬為基本單元的F(n,k)計(jì)算結(jié)果
以4月～10月為汛期研究域，可將整個(gè)汛期研究時(shí)段劃分為21個(gè)旬。以張家莊水庫(kù)1962年～2014年共53 a的逐日降雨資料為基礎(chǔ)，選取表1中能反映張家莊水庫(kù)流域范圍內(nèi)暴雨洪水特征的4個(gè)指標(biāo)作為研究對(duì)象。運(yùn)用SPSS軟件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析[8]，可得表1及表2。
表1 成分矩陣(成分1)
表2 解釋的總方差 %
由表2可知，主成分1特征累積方差貢獻(xiàn)率≥80%。因此，其能夠反映各指標(biāo)的大部分信息。
各指標(biāo)的權(quán)重ω=(0.745，0.188，0.035，0.032)。
2.2.2分期計(jì)算
由于各指標(biāo)間的單位不同，首先要將各指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化處理。再利用上面求得各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，對(duì)無(wú)量綱化的結(jié)果求加權(quán)平均值。最后計(jì)算得出初始分類樣本Y=[0.18 0.22 0.26 0.21 0.35 0.40 0.38 0.61 0.71 1.27 0.94 1.18 1.17 1.16 1.08 0.92 0.76 0.68 0.54 0.36 0.25]T；再計(jì)算各截?cái)鄻颖镜哪繕?biāo)函數(shù)F(n，k)值，計(jì)算結(jié)果見表3。
繪制目標(biāo)函數(shù)F(n，k)～k、β(k)～k曲線如圖3所示。從圖3可以看出，在k=3處F(n，k)～k曲線最陡并出現(xiàn)拐彎，且β(k)～k曲線，k=3時(shí)，取值最大。所以可確最優(yōu)定分類數(shù)k=3。從表4可以得出{1，2，3，4，5，6，7，8}、{9，10，11，12，13，14}和{15，16，17，18}3類。即，4月1日到6月20日為前汛期，6月21日到8月20日為主汛期，8月21日到10月30日為后汛期。
圖3 以旬為論域的F(n，k)～k和 β(k)～k曲線
表4 以候?yàn)榛締卧腇(n，k)計(jì)算結(jié)果
2.3 基于候的汛期分期
2.3.1樣本指標(biāo)選取及指標(biāo)權(quán)重計(jì)算
以4月～10月為汛期研究域，可將整個(gè)研究時(shí)段劃分為42個(gè)候。資料指標(biāo)選取同上。運(yùn)用SPSS軟件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析[9]，得到各指標(biāo)的權(quán)重ω=(ω1，ω2，ω3，ω4)=(0.865，0.073， 0.056， 0.005)。
2.3.2分期計(jì)算
以候?yàn)檎撚?，?duì)各樣本指標(biāo)無(wú)量綱化后，得出初始分類樣本向量為：Y=[0.10 0.16 0.16 0.19 0.21 0.14 0.18 0.15 0.24 0.23 0.31 0.23 0.28 0.23 0.38 0.33 0.34 0.58 0.86 0.69 0.52 0.59 0.52 1.00 0.90 0.43 0.84 0.50 0.54 0.76 0.53 0.52 0.41 0.47 0.39 0.51 0.33 0.31 0.28 0.18 0.20 0.14]T。
再計(jì)算各截?cái)鄻颖镜哪繕?biāo)函數(shù)F(n，k)值，計(jì)算結(jié)果見表4。
圖4 以候?yàn)檎撚虻腇(n，k)～k和 β(k)～k曲線
繪制目標(biāo)函數(shù)F(n，k)～k、β(k)～k曲線(見圖4)。由表4可得{1～17}、{18～29}和{30～42}3類，即4月1日到6月15日為前汛期，6月16日到8月31日為主汛期，9月1日到10月30日為后汛期。
3 結(jié)果與分析
張家莊水庫(kù)現(xiàn)行的汛期研究域?yàn)?月～9月，而采用均值變點(diǎn)得到張家莊水庫(kù)汛期研究域?yàn)?月～10月。其中，4月、5月和10月雖然不是北方地區(qū)公認(rèn)的入汛期；但張家莊的降雨數(shù)據(jù)顯示，4月份降雨總量于1994年首次超過(guò)7月，1994年后4月份降水總量頻繁偏大。在1963年與1980年5月降水總量為全年最大值，其余年內(nèi)有時(shí)5月比6月的降雨量還要多。研究期內(nèi)多年10月與9月的降雨量相當(dāng)，因此考慮氣候變化和極端天氣這兩個(gè)因素，將4月、5月和10月劃分到汛期里是合理的。
以旬與候?yàn)榛镜难芯空撚蚍謩e對(duì)張家莊主汛期進(jìn)行劃分，得到主汛期時(shí)間段差異較大，以候?yàn)榛镜臅r(shí)間單元，得到張家莊水庫(kù)主汛期較以旬為基本時(shí)間單元長(zhǎng)15 d，表現(xiàn)為主汛期提前到來(lái)且推后結(jié)束。究其原因，以候?yàn)榛镜臅r(shí)間單元，汛期分期更為精細(xì)，樣本間差異更為微小。在采用PCA-Fisher最優(yōu)分割法進(jìn)行汛期分期時(shí)，主汛期的時(shí)間跨度會(huì)變大，實(shí)際中主汛期變長(zhǎng)有助于流域的防洪減災(zāi)，更有利于保障下游城鎮(zhèn)居民的安全。因此，在進(jìn)行流域汛期分期時(shí)，需要對(duì)比不同研究論域的汛期分期結(jié)果，盡可能地進(jìn)行科學(xué)合理的汛期分期，以保障下游人民生產(chǎn)及生活安全。
4 結(jié)論與建議
(1)采用PCA-Fisher最優(yōu)分割法可考慮各類指標(biāo)權(quán)重，有效進(jìn)行汛期分期。
(2)4月、5月和10月雖然不是北方地區(qū)公認(rèn)的入汛期，但采用均值變點(diǎn)分析將4月、5月和10月納入張家莊水庫(kù)汛期合理。在不同流域?qū)τ谘雌谘芯坑虻拇_定需要客觀的分析降雨-徑流的相關(guān)性，充分考慮氣候變化和極端天氣這兩個(gè)因素。
(3)以旬與候?yàn)榛镜难芯空撚蚍謩e對(duì)張家莊主汛期進(jìn)行劃分，得到主汛期時(shí)間段差異較大，研究論域越小，樣本間差異更為微小，汛期分期更為精細(xì)。在進(jìn)行流域汛期分期時(shí)，需要對(duì)比不同研究論域的汛期分期結(jié)果，盡可能的科學(xué)合理的進(jìn)行汛期分期。
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