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《资源与生态学报(英文版)》2017,(2)
水系分形维数(Fractal dimension of gully network,D_g)反映了河网分布和水系发育的复杂程度。以位于黄河上游内蒙古段十大孔兑上游丘陵沟壑区为研究对象,利用计盒维数的方法,研究其水系分形特征,同时利用水系分维数D判断流域地貌所处的侵蚀发育阶段。结果表明,(1)以毛不拉孔兑为例,利用人工判定法,相关系数检验法和拟合误差相结合的方法确定无标度区为20~370 m。且各孔兑的地貌形态在该无标度区间内均表现出很好的分形特征,计盒维数可作为流域地貌形态分形特性的量化指标。求得十大孔兑上游丘陵沟壑区的水系分维数D_g为1.08~1.14。(2)十大孔兑水系分维值在不同的汇流面积阈值下变化不大;径流模数与河网分维存在正相关关系。产沙模数与河网分维的线性正相关关系反映了地貌发育幼壮年期地形条件对产沙的影响。(3)按水系分维数与流域起伏程度、坡度及等高线分维值的关系,就十大孔兑而言,当D_g≤1.06时,流域处于幼年期;当D_g1.06时,流域进入壮年期。水系分维数、高程积分值指示十大孔兑上游流域地貌均处于壮年期。 相似文献
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河流形态特征的分维计算方法 总被引：78，自引：4，他引：78
本文运用分形的基本定义及河系定律探讨了河长和河网结构的分维。海河水系河长的分维在１．０１－１．１４之间，河网的分维在１．５０－１．６９之间。 相似文献
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基于实测的军事地形图和Landsat遥感影像,重建了20世纪30年代至2015年的近百年长江荆江段河道演变空间数据集,并以此为基础使用计盒维数法在ArcGIS 10.2平台上测算得出河道分形维数近百年来的变化过程。研究表明：荆江河道具有明显的分形特征,河道分维数值在1.074 7~1.049 1之间变动,平均值为1.061 3。近百年来荆江河道演变可以划分为2个阶段：20世纪30~50年代和1976~2015年,其分维均值分别为1.074 3和1.052 6。近百年来荆江河道处于逐渐趋于稳定的过程中。各时间断面下荆江的分维值都高于上荆江,下荆江的河流复杂程度大于上荆江,且荆江河道分维的变化主要取决于下荆江。近百年来荆江河道分维下降的原因主要是1949年后荆江河道大规模治理和人工截弯取直。 相似文献
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《山地学报》2016,(1)
对116条泥石流沟取样,所取土样共182个,通过室内颗分试验得到其颗粒组成特征,以此为基础引入分形理论计算各土样的分维值,并分析分维值与级配特征之间的关系。分析发现:泥石流源区砾石土以一重分形特征为主,分维值介于2.250~2.798之间,分维值大的砾石土颗粒组成较为均匀,分维值减小,砾石土中的细颗粒含量逐渐降低。基于砾石土分维值分布区间,在野外配置土样开展泥石流启动试验,综合分析试验现象、孔隙水压力及含水量变化情况得到以下结论:形成泥石流的砾石土具有临界特征,分维值小于2.4的砾石土不易形成泥石流;分维值介于2.4~2.6时,以土力类泥石流为主,泥石流重度较高且规模较大;分维值介于2.6~2.7时,以水力类泥石流为主,泥石流的重度较低,以稀性泥石流为主,并伴有明显的阵性特征。分维值及降雨条件相同时,土体变形(未启动形成泥石流)或破坏启动形成泥石流的时间与密度呈正相关关系。 相似文献
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近50年黄河乌兰布和沙漠段辫状河道演变 总被引：4，自引：3，他引：1
依据水沙资料和断面资料,对黄河乌兰布和沙漠段辫状河道形态近50年演变特征及趋势进行探讨分析。结果表明：在大流量条件下（1966-1993年）,河流横向侵蚀、搬运堆积过程强烈,风沙入黄（河）量大,河道横向摆动频繁,辫状河道发育强烈。当黄河流量减小时（1993-2013年）,河流横向摆动能力减弱,黄河主河槽远离左岸乌兰布和沙漠沙丘,河流输沙能力减弱,汊道泥沙淤积导致心滩边滩相连,河流分汊数量明显减少,辫状河道萎缩,黄河乌兰布和沙漠段辫状河型有向弯曲型河道转变的趋势。 相似文献
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泥石流的分形特征及其意义 总被引：23，自引：2，他引：23
分析了泥石流流体和堆积物粒度分布的分形结构特征，其分维值介于２￣３之间，平均值分别为２．７１和２．６５左右。研究了泥石流沟水系的分形特征及其在不同观察尺度下分维的变化特征，结果表明，分维可作为描述泥石流粒度成分和泥石流沟水系的参数，反映了泥石流活动的形成演化特征，在此基础上，论述了分维的研究意义。 相似文献
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根据分形理论,研究了我国普遍分布的裂隙性粘土粒度成分之分形结构特征,其分维值介于2.600～3.000之间,且灰白色隙壁粘土的分维值≥黄褐色母体土的分维值。在此基础上,讨了分维与土体物质成分、结构特征的关系,以及它所代表的工程地质意义。 相似文献
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分形理论对处理土地利用结构之类的非线性对象具有较强实用价值, 分维值作为该理论的重要测度指标, 其计算常基于栅格数据, 由此导致了土地结构边界信息的损失, 也减弱了分维值对土地利用空间结构特性的揭示作用。本文以苏州市1:10 万土地利用数据为例, 对研究区的土地利用空间格局进行分形分析, 通过分析不同栅格大小的土地利用分维值, 建立分维值与栅格粒度之间的定量关系, 并通过栅格数据推算矢量分维值, 分析推算误差及其原因。结果表明, 苏州市土地利用格局符合分形理论的一般规律;苏州市整体土地利用程度较高, 耕地、建设用地结构较为简单, 而未利用地、林草地结构较复杂, 水域斑块结构复杂性较低;随着栅格粒度的增加, 土地利用分维值呈现增加趋势, 且粒度与分维值之间存在二次函数的定量关系, 可以通过此关系式在一定误差范围内推求矢量数据的土地结构分维值, 斑块数量与整体规模是影响推求精度的重要原因。 相似文献
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河南省城镇体系空间结构的多分形特征及其与水系分布的关系探讨 总被引：24，自引：2，他引：22
基于河南省城镇体系空间结构的多分形性质及其与水系的分维关系的实证探讨发现如下地理规律:①在较大标度范围内,河南省城市体系的空间结构为简单分形,但在较小标度范围内,系统已经具有明确的多重分形特征;②多分维谱在参数q≈-4处出现标度间断,从而城市体系的空间结构发生对称破缺。③城市体系空间结构的分维小于水系空间结构的分维。由此证明:第一,多分形是由单分形演化而来,城镇体系的多分形结构是基于地球表面的分形支体由测度集中区向测度疏散区渐近发育的。第二,城市体系的分形发育与水系的分维结构具有一定的数理关系,城市体系的分维理当小于水系维数。 相似文献
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珠江河道广州城区段的演变在广州城市生态环境演变,特别是在城市防洪减灾中起着至关重要的作用。本文融合珠江在广州城区河段(珠江隧道-海印桥）古代、近代、现代的地图资料、遥感资料和文献资料,选取典型断面数据,建立了各断面不同时段的岸线图谱,定量反映珠江该段河道的时空演变特征,根据近年来人类工程活动等相关研究成果,推演珠江河道的演变趋势,分析河道演变对于城市生态环境和城市防洪减灾产生的影响。结果显示：20世纪50年代以前,珠江河道以0.6~0.8m/a的速度逐步缩窄;50年代以后,随着珠江堤围系统的完善,河道平面形态总体趋于稳定,局部断面仍在缩窄,最后讨论珠江河道缩窄对城市洪涝灾害、水环境污染、生物多样性等几个方面的影响。研究成果可为城市发展及水环境保护决策提供理论和现实依据。 相似文献
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基于1954年美国陆军制图局编制的中国地形图、1930―1934年日军参谋本部所绘中国地形图、广东省水文志和研究区各县县志等历史文图资料,重建研究区20世纪30年代的河网模型,对传统农业末期平原河网水系进行高精度复原,计算其最大槽蓄容量并分析其区域特点。结果表明：1）20世纪30年代珠三角河网（除干流河道）的最大槽蓄容量为6.78亿~20.75亿m3,其极值为20.75亿m3,平均值为13.38万m3/km2。其中1级河道最大槽蓄容量占总量的33.5%~49.1%,对于整个河网的容蓄洪水能力及水资源调度能力影响更大。与现阶段不同,传统农业时代末期（20世纪30年代）珠三角河网的槽蓄容量与河网密度呈正相关,槽蓄容量的大小受河网密度的影响较为明显。2）20世纪30年代珠三角河网的形成与传统时期的农业开发有着密切的关系,当时的河网水系是自然发育与该时期围田业对其开发、围垦的共同结果,围田开发的兴修堤围、挑挖河道等活动对于河网的扩展及其最大槽蓄容量的增加具有客观上的促进作用。 相似文献
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编制了珠江三角洲番禺台地东缘第四纪堆积阶地、陆域钻孔及海域地震探测等一系列联合剖面,分析了抬升区、下沉区和海陆之间的沉积差异和控制因素,剖析了地动型和水动型海平面变化对三角洲形成演化的影响,厘清了各组断裂的活动及其对三角洲沉积发育的影响,结果发现北东东向和北北西向2组断裂为珠江三角洲地区的主要活动断裂,它们共轭联动,控制着珠江三角洲沉积的格局和水道的变迁,尤其是北东东向断裂,可能是南海北部大陆架滨海断裂系的组成部分。相比而言,陆域断裂活动性较弱,以缓慢蠕动和断块的差异升降和掀斜为主,海域断裂活动性较强,滨海断裂带是危险性很高的活动大断裂。三角洲其他方向的断裂更新世以来无明显活动。 相似文献
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大量采沙对东江下游及东江三角洲河床地形和潮汐动力的影响 总被引：10，自引：0，他引：10
通过分析东江下游及东江三角洲的采沙情况、采沙对河床演变和潮汐动力的影响。近几十年来东江下游及东江三角洲采沙量巨大,1980~2002年22年间采沙总量达到了3.32亿m3。大量采沙对河床演变的主要影响是：大幅度扩大了河槽容积、河床平均高程显著降低、水深明显增加、纵比降减小。东江下游及东江三角洲潮汐动力的变化主要表现在：网河区上段及东江下游潮水位明显降低,潮差增大,涨潮历时延长,主要分潮振幅加大;潮汐传播速度加快;潮区界、潮流界、咸潮界上移;网河区上段及东江下游潮汐动力得到明显增强,潮汐动力作用范围向上延伸,导致这种变化的主要原因是大量挖沙所导致的河床剧烈变化。 相似文献
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The human role in changing river channels 总被引：12，自引：3，他引：12
Direct consequences of the human role, where human activity affects river channels through engineering works including channelization, dam construction, diversion and culverting, have been long recognised Marsh, 1864 and Thomas, 1956. The less obvious indirect effects of point and reach changes occurring downstream and throughout the basin, however, are much more recently appreciated, dating from key contributions by Strahler [Strahler, A.N., 1956. The nature of induced erosion and aggradation. In W. L. Thomas (Ed.), Man's Role in Changing the Face of the Earth. University of Chicago Press, Chicago, 621–638.], Wolman [Wolman, M.G., 1967. A cycle of sedimentation and erosion in urban river channels. Geografiska Annaler 49A, 385–95.], Schumm [Schumm, S.A., 1969. River metamorphosis. Proceedings American Society of Civil Engineers, Journal Hydraulics Division 95, 255–73.], and Graf [Graf, W.L., 1977. The rate law in fluvial geomorphology. American Journal of Science, 277, 178–191.]. These are complemented by effects of alterations of land use, such as deforestation, intensive agriculture and incidence of fire, with the most extreme effects produced by building activity and urbanisation.Changing river channels are most evident in the channel cross-section where changes of size, shape and composition are now well-established, with up to tenfold increases or decreases illustrated by results from more than 200 world studies. In addition the overall channel planform, the network and the ecology have changed. Specific terms have become associated with changing river channels including enlargement, shrinkage and metamorphosis. Although the scope of adjustment has been established, it has not always been possible to predict what will happen in a particular location, because of complex response and contingency. The ways in which changes in cross-section relate to reach and network changes are less clear, despite investigations showing the distribution of changes along segmented channels.When considering the human role in relation to changing river channels, at least five challenges persist. First, because prediction of the nature and amount of likely change at a particular location is not certain, and because the contrasting responses of humid and arid systems needs to be considered, modelling is required to reduce uncertainty, as was first emphasised by Burkham [Burkham, D.E., 1981. Uncertainties resulting from changes in river form. American Society Civil Engineers Proceedings, Journal Hydraulics Division 107, 593–610.]. Second, feedback effects incorporated within the relationship between changes at channel, reach and network scales can have considerable implications, especially because changes now evident may have occurred, or have been initiated, under different environmental conditions. Third, consideration of global climate change is imperative when considering channel sensitivity and responses to threshold conditions. Fourth, channel design involving geomorphology should now be an integral part of restoration procedures. This requires, fifthly, greater awareness of different cultures as a basis for understanding constraints imposed by legislative frameworks. Better understanding of the ways in which the perception of the human role in changing river channels varies with culture as well as varying over time should enhance application of design for river channel landscapes. 相似文献
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2015年12月召开的中央城市工作会议提出“在中西部地区培育发展一批城市群、区域性中心城市,让中西部地区广大群众在家门口也能分享城镇化成果”。黄土高原是我国水土流失最严重和生态环境最敏感的地区之一,地貌水系特征对其城镇化建设尤为重要。从黄土高原独特的分形地貌入手,以无定河流域为研究对象,探究城乡居民点与地貌水系的耦合关系。分形维数上,通过盒维数法测算出19处小流域沟道水系分形维数,并分析城乡居民点的数量、等级与沟道分形维数的内在联系。空间上,采取缓冲区分析居民点与沟道水系的临近关系并探究水系与居民点等级对应特征。研究发现：在数理分析上,（1）各小流域的分形维数越高,单位面积的居民点数量越多;沟道分形维数一定时,高等级居民点的出现会降低沟道内单位面积低级别居民点数量。（2）河谷沟道的分形维数达到1.223是沟道内出现县城的必要而不充分条件。在空间分析上,（3）城乡居民点分布与分形沟道水系相临近,并且居民点等级分布规律具有自相似性、层级迭代性。基于以上特征探索具有地域特色的镇村体系布局模式,以期为该地区城镇建设提供理论依据。 相似文献
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为研究城市化对城市河道的影响,论文选择处于粤港澳大湾区的典型高度城市化流域布吉河流域为研究区,基于1988—2015年10期Landsat系列遥感影像、2003—2017年9期Google Earth高分辨率遥感影像、2019年深圳市水系图以及1980年以来的河道整治相关文献,应用RS和GIS技术,构建城市河道演变特征参数,探讨了城市化进程中河道时空格局演变规律。结果表明：① 1988—2015年布吉河流域土地利用/覆被类型发生剧烈变化,流域城市化率由24.55%增至61.78%,城市化总体上表现出“先快后慢”“下游向上游”“河道两岸向周边”的时空发展特征。伴随着城市化的发展,布吉河整治经历了“整治前―防洪措施―防洪与生态措施―清淤措施”4个阶段。② 河道时空格局特征受城市化影响,人口和GDP的发展对河道时空格局的演变具有驱动作用。不同地点不同城市化进程对城市河道影响不同,城市化对布吉河干支流河道影响程度存在差异。③ 整体上,2003—2017年布吉河地表河道比例、地表河道弯曲系数、河面率分别减少了19.06%、9.63%、1.79%,各参数与城市化均呈负相关;河床硬化率增长了6.47%,与城市化呈正相关。该研究可为中国城市化地区河道保护及防洪减灾提供参考与理论支撑。 相似文献
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认识珠江,保护珠江--试论广州至虎门潮汐水道的特性和保护问题 总被引：8，自引：2，他引：6
广州城下的珠江（广州至虎门）下属河成水道,而是潮道－潮成水道。论述了这一水道的成因和动力地貌特点,强调指出了这一潮道体系中潮滩和潮汐汊道存在的重要性。认为洙江的保护必须首次注意保护好潮滩（潮道中的近岸浅滩）,即不要再缩窄江面;其次是不能随意将潮道四周平原上的潮汐汊道堵塞或消灭 相似文献