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水利工程论文-海滦河流域水系分形.doc

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水利工程论文-海滦河流域水系分形.doc

水利工程论文-海滦河流域水系分形摘要:流域地貌系统的水系是一种自然分形。本文通过改变粗视化程度求维数的盒计数法求取了海滦河流域水系的盒维数(容量维数),并在此基础上讨论了水系分维的合并原理及水系分维的意义,最后初步建立了水系分维与流域径流模数的关系。关键词:海滦河流域水系分形盒维数合并原理径流模数1前言B.B.Mandelbrot在70年代中期至80年代初创立了分形几何理论。分形论的研究对象是自然界和社会活动中广泛存在的无序(无规则)而具有自相似性的系统[1]语言和定量描述,同时亦为地学提供了新思想和新方法,其应用可看作是继数理统计方法、遥感技术、GIS技术之后地学的一次非线性革命。虽然“革命”能否成功,目前尚难定论,但有一点是可以肯定的,那就是,分形论为描述或认识复杂现象或复杂的几何形体指明了方向。流域地貌系统水系的分布具有分形结构,当然其并非严格数学意义上的分形,而是具分形特征的自然分形体。80年代及90年代初,国内外主要开展了对流域地貌系统的地貌特征量间的统计分形研究[2,3些研究深化了R.E.Horton等以物理学方法对水系的形成及演变的研究。近期,在对河道线状分形及河道平面形态分形研究基础上,开始对水系的河网分形进行研究,并初步探讨了水系分形特征与流域地貌发育过程的关系[4,5]。本文在对海滦河流域水系分形几何特征研究基础上,探讨了水系分形地貌的合并原理、水系分维的意义及水系分维与流域地理环境要素的关系。2海滦河流域简介海滦河流域位于东经112°~120°、北纬35°~43°之间,流域面积约319029km2,其中山区面积为190640km2。流域平均长度450km,平均宽度700km,为一典型的扇状流域。海河河长为1050km(从浊漳河南源计)。流域内最高峰为五台山的北台顶,海拔3058m。流域内年平均降水深542.9mm(1956~1990年)。海滦河流域包括海河水系和滦河水系。滦河水系由滦河及其以东的七里海、洋河、汤河、石河等河流组成;海河水系由蓟运河、潮白河、北运河、永定河、大清河、3研究方法及结果研究用图为水利部天津勘测设计院1983年编制的1∶100万海滦河流域图,图中反映内容主要为河道分布。将该图所示河道经数字化仪输入计算机(原图以浅绿色线所表示的人工渠道不包括在内),然后在地理信息系统环境下,用变换粗视化程度求维数的数盒子法求取水系的盒维数

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