基于分形理论的淮河水系形态结构特征分析

为定量描述水系形态结构特征,首先运用ArcGIS软件对淮河流域水系进行了提取和修正;其次,基于分形理论,且充分考虑到人工水系的建设情况,借助MATLAB软件程序对淮河流域13个水资源3级分区考虑和去除人工水系情况下的水系盒维数进行了计算;最后,对计算结果和流域内其他特征参数进行了讨论分析.结果表明,水系盒维数可以较好地表征流域内水系形态结构,且能在一定程度上反映出流域人类活动、水系发育情况、地貌特征、土地利用情况等.     

淮河流域水系盒维数与连通度相关性研究

在自然演变和人工干预双重影响下,河湖水系的发育程度和连通效果在不断变化,进而影响到流域水资源的合理开发利用。本文以淮河流域作为研究对象,从数字高程模型中提取了全流域水系结构图,并根据其他资料对结果进行修正;基于当地人工水系建设背景,运用分形理论计算了全流域13个水资源三级分区有、无人工水系情况下的水系分形盒维数;基于河道闸坝工程建设背景,运用图论方法计算了全流域13个水资源分区有、无闸坝工程情况下的水系连通度;最后,采用统计学方法研究了淮河水系盒维数指标与水系连通度指标之间的联系。结果显示,剔除人工水系后的各分区水系盒维数有不同程度的下降,且下降程度与区域水系个数、面积一定程度上成正比例关系;考虑有无人工水系、闸坝工程影响的各分区水系连通度,有的增大,有的减小;水系盒维数与连通度间大体上呈现正相关的趋势关系。研究成果可为有关部门开展淮河流域水系建设工作提供理论支撑,为摸清自然规律和人类活动对水系形态结构、发育情况和连通性的影响提供技术支持。