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水利工程论文-宽级配卵石推移质输移随机过程的分维研究.doc

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水利工程论文-宽级配卵石推移质输移随机过程的分维研究.doc

水利工程论文-宽级配卵石推移质输移随机过程的分维研究摘要:深入探讨、分析长江三峡工程上游河道宽级配卵石推移质输移特点及其随机过程,更清楚地认识三峡工程回水变动区河道泥沙运动规律是一个很重要的研究课题。本文应用70年代发展起来的现代数学手段分形(分维)几何学、R/S分析,对长江上游年来沙量过程进行分形特性分析,用R/S分析计算其分形维数,表明长江上游悬沙和推移质年沙量的分形维DH分别为1.321和1.378;赫斯特数H分别为0.679和0.622,均大于0.5,根据分形几何学、R/S分析原理,说明三峡工程上游来沙量发展过程发现为正相关,是具有持久记忆性、周期性的随机过程——分式布朗运动过程,长江上游沙量发展趋势有可能表现为:“良性循环或恶性循环”两种,长江上游来沙量必须依靠持久的水土保持治理和水库群拦截,否则会出现恶性循环的可能。文中用分形几何学、R/S分析方法对宽级配卵石推移质输移实测随机过程进行计算,结果表明对测量时间间隔8~9分钟的采样,所获得的输沙率随机过程的分维数DH=1.47(H=0.53),接近马氏过程(DH=1.5)。测量时间间隔3分钟的采样,所获得的输沙率随机过程的分维数DH=1.33(H=0.67),为非马氏过程,表明过程具有持久记忆性和周期性。关键词:分维R/S分析推移质泥沙输移随机过程1前言图1为1958年以来,长江上游寸滩沙量发展过程时间序列。由图1可以看出,年径流量、沙量、平均含量逐年均有变化,杂乱无章,毫无规律可循。对于这种时间序列,分析其时间序列的特点、规律是现代数学方法分形几何学、R/S分析的研究内容。用新的手段方法尝试分析长江上游泥沙的来水来沙条件,无非是企图从不同角度促进长江三峡工程泥沙研究工作的深入。无疑引入现代数学或其它现代科学的方法去探讨长江三峡工程泥沙问题,对于宽级配卵石推移质输移特性的研究具有理论意义和实用价值。文中应用现代数学的新成果分形几何学、R/S分析方法进行分析,从理论上探讨长江上游来水来沙发展过程和宽级配卵石推移质输沙移机过程的特点,为推移质输移特性深入研究提供基础。分形理论还可用于长江上游河床地貌、河型分类和河型转化领域的研究中。图1长江上游寸滩历年来沙量过程线TheprocessofannualsedimentdischargeinupperYangtzeRiver2分形几何学、分析法简介分形几何学(Fra

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