黄河中游典型河网的结构自相似性

对黄河中游不同子流域河网的宏观几何形态进行了分析,利用TOPAZ软件和DEM数据,设置适当的提取参数得到它们的河网形态结构参数。对河网的几何结构和拓扑结构进行统计分析,结果表明:在一定尺度范围内满足Horton-Strahler法则和Tokunaga法则,呈现出结构自相似性。刻画河网形态结构的主要参数具有较稳定的取值,不同河网之间的参数取值波动不大,与河网呈现的宏观几何形态以及河网所处的地域没有显著相关性。     

基于自相似河网结构的中小流域蓄量消退系数计算方法

为探讨不依赖降雨径流资料的汇流参数——蓄量消退系数C_s的计算方法，选取位于不同水文气象分区的4个典型中小流域，根据DEM信息提取河网水系，构建基于Strahler分级规则的河网精简方案，改进基于自相似河网结构的蓄量微分方程，分析不同河长占比对C_s计算结果的影响。研究结果表明：改进的方法能有效降低原始河网和精简方案河网之间C_s计算结果的差异，提高C_s计算结果的稳定性；流域中河网复杂程度的增加会导致C_s计算结果的增大；河长占比通过影响河网所涵盖的信息进而影响精简方案的适用性，对于3级河网结构的中小流域，1级河网河长占总河长比例小于70%时，可采用保留至2级的河网精简方案作为替代输入。     

地形图比尺对地貌参数和地貌单位线的影响

1 前言在流域汇流计算中,文献[1]提出的地貌单位线理论(R-V 理论)以其较为坚实的物理根据得到了水文工作者的重视.R-V 理论考虑了流域河网汇流两个方面的因素:(a)流域河网地貌因素.以霍顿地貌定律为基础,用河数比 R_B、河长比 R_L、面积比 R_A,流域面积 A_Ω,流域级别Ω和最高级河长 L_Ω(或最低级河长 L_(?))对河网地貌予以定量描述;(b)河网汇流动力因素.以水质点在河网中的运动速度对其进行描述.鉴于 R-V,理论的介绍已散见于很多文献     

青藏高原河网统计规律及高原抬升的影响

晚新生代以来青藏高原的持续抬升对高原的地形地貌甚至河流网络产生了极大的影响,使得高原河流网络显现不同于其它地区的特色。为揭示青藏高原河网的发育规律和研究高原抬升对河流网络及地形地貌的影响,该文基于数字高程模型分析技术,从航天飞机雷达地形测绘使命(SRTM)数据中系统提取了青藏高原雅鲁藏布、金沙江、雅砻江、澜沧江、怒江和黄河上游这6条大河的河流网络,分析其典型河网参数,如河网分支比、长度比、面积比及坡降比等。通过与Horton定律描述的一般性河流网络进行对比分析,结果表明:河网在高原内部的1到6级河流很好地符合一般性河网的规律,而处在高原边缘的最高级河流较大地偏离Horton定律,高原边缘的差异抬升和断裂构造是影响河网发育的主要因素。     

DEM水平分辨率越高提取的河长越准确??

是否所使用的DEM水平分辨率越高,水文、水力学模拟的准确度和流域特征参数提取的精度越高?为探讨该问题,本文用Arc-Hydro模块提取了9种DEM水平分辨率(3~250m)下202条不同等级(Strahler Order)河流的河长,以3m激光探测与测距(LiDAR)DEM数字化的河长为标准,计算了各分辨率下河长提取的平均相对误差(ARE).结果表明:在研究区内,10~20m水平分辨率的DEM数据提取的河流长度最为精确;随着DEM水平分辨率的提高,不同等级河流提取河长的ARE均逐渐减小;当水平分辨率提高到一定级别之后若继续提高时,ARE反而会逐渐增大;即整体上提取河长的平均相对误差和DEM水平分辨率之间呈"对勾型"变化规律.本研究表明,并不是DEM水平分辨率越高,提取河长越精确.     

基于多源国产高分辨率遥感影像的山区河流信息自动提取

高分辨率遥感影像地理信息是研究山区河流的重要数据源。针对山区地物类型复杂、河道狭窄等原因导致的河流表面信息提取完整性差、河宽难以自动提取且精度低等问题，结合随机森林(RF)和神经网络(ANN)算法，建立了河流表面信息提取方法RF-ANN。该方法支持并行运算且能降低热红外数据尺度辅助去噪，实现了对河流表面信息的像素级提取。利用Laplace算子及边缘算法改进了RivWidthCloud河宽提取算法，使其不需要人工设定判别阈值，提升了算法的普适性。以国产GF-1、 ZY-3卫星影像为主要数据源，选取黄河一级支流皇甫川为研究区域。利用所建立的方法提取了皇甫川流域2级及以上河流的河流表面信息和平滩河宽。结果表明：RF-ANN的河流表面信息提取精度达到94.7%。提取河宽的平均误差为1.07 m(约0.5个像素),提取的最小有效河宽为6.1 m(约3个像素),提取河宽与检验河宽的R²和RMSE分别为0.93和1.52,宽度小于10 m极细河流、 10～30 m细小河流、 30～90 m较细河流及90 m以上较宽河流的河宽提取误差分别为18.5%、 8.8%、 2.0%和0....     

平原河网城区河道生态环境需水量研究

在现有河道生态环境需水理论的基础上,结合平原河网地区城区河道的特点,分析了平原河网地区城区河道生态环境需水量的计算,并以南通漾河水系为例,计算了漾河生态环境需水O量结果表明:( 1 )平原河网地区城区河道生态环境需水主要用于维持河道的基本功能和结构,主要由河道基础水量和自净需水量两个部分组成; (2) 河道的基础水量和河道级别紧密相关;(3) 河流自净需水量与河道的纳污状况和水质目标相关密切.     

河流地貌参数统计关系反映的河性分异现象 --以澜沧江云南段有关支流为例

河流及其流域的属性可以反映在其相关的地貌参数的统计关系中,一条河流的不同河段及其不同级别的支流可能存在着较大的差异性.该研究以澜沧江云南段为例,选取其集水面积在100 km2以上的一、二、三级支流的流域面积、河长、河道比降等地貌参数,运用统计学方法研究全部支流以及同一级别支流的上述有关参数之间的定量关系,据此探讨了有关支流的河性分异特征.结果表明:无论是支流的流域面积和河道长度之间的统计关系,还是流域面积与河道比降之间的统计关系,都表明研究区河性具有如下的分异现象:在境内上下两段中,下段的支流特性更能够反映境内所有支流的统计特征;对于不同级别的支流,一级支流决定了云南境内澜沧江所有支流之间关系的总体特性.     

河流地貌参数统计关系反映的河性分异现象——以澜沧江云南段有关支流为例

河流及其流域的属性可以反映在其相关的地貌参数的统计关系中，一条河流的不同河段及其不同级别的支流可能存在着较大的差异性.该研究以澜沧江云南段为例，选取其集水面积在100km2以上的一、二、三级支流的流域面积、河长、河道比降等地貌参数，运用统计学方法研究全部支流以及同一级别支流的上述有关参数之间的定量关系，据此探讨了有关支流的河性分异特征.结果表明：无论是支流的流域面积和河道长度之间的统计关系，还是流域面积与河道比降之间的统计关系，都表明研究区河性具有如下的分异现象：在境内上下两段中，下段的支流特性更能够反映境内所有支流的统计特征；对于不同级别的支流，一级支流决定了云南境内澜沧江所有支流之间关系的总体特性.     

龙门山南段山前河流构造地貌研究

通过SRTM数字高程数据,提取龙门山南段山前地区的西河、出江河、斜江河、文井河、三郎河和泰安河6条河流流域,进行河网分级,计算分析河流分支比、集水盆非对称、面积高程积分、地形起伏度等地貌参数,得到以下结论:1)研究区域中构造活动性从NW往SE减弱;高值区域集中于:NW部的山地区域,尤其是双石-大川断裂的NW侧,反应了双石-大川断裂较强的构造活动性.2)研究区域中双石-大川断裂以烂泥坝为界分为2段,其NE段活动性有所减弱.3)河流主干通过双石-大川断层时,形成的河流转向,反映出双石-大川断裂的右行性质及其对水系的控制作用.4)次集水盆地河流偏向形成似环状,可能表明此处剥蚀较强烈;河流偏向向四周发散,可能表明此处抬升较为强烈.5)研究区域的应力方向为NWSE向.     

基于Arc Hydro Tools的涪江流域特征自动提取分析

以涪江流域为例,基于1∶5万和1∶25万两种比例尺数字高程模型(DEM),利用Arc Hydro Tools对DEM预处理后进行流域提取,分析通过不同方案提取的河网、流域面积等相关参数,同时针对不同分辨率河网出现差异地段的地形坡度和地形标准差进行分析.实验结果表明:提取结果的精度在总体上是符合要求的,但是在地势平坦区域人类活动干扰较大的地区,提取的结果与实际相差较大.从提取的效率和实验结果的精度两方面来看,基于Arc Hydro Tools的流域特征自动提取是切实可行的.     

河网演化的一个方格模型

 河网演化过程与地貌特征、水流侵蚀等因素密切相关。结合水流侵蚀作用和原始地貌特征,本文提出了一种河网演化模型。模型将代表侵蚀点的规则点阵分布于高度无规起伏的“坡面”之上,由连接点阵的“四方格子”边作为可供选择的流路,从而对地表网格化。当网格中侵蚀点上的所有“湖点”消失时,河网演化过程达到稳态。稳态河网形态的统计结果显示了与自然河网相一致的诸多标度规律,如流域面积及河流长度的累积概率符合幂律分布,河网某级别支流的平均长度与该级别之间符合指数标度等。从模型的主要思想看,这些标度规律的动力学根源在于河网演化过程中同时存在的确定性(侵蚀)和随机性(地表起伏)。     

杭锦旗地区辫状河定量地质知识库建立及应用

为了明确杭锦旗地区辫状河道不同参数的分布范围,指导储层的三维地质建模和储层预测,为井位部署提供地质理论依据,参考辫状河的现代沉积、露头等资料,以杭锦旗地区下石盒子组的钻井资料和沉积微相横向展布、平面展布为基础,通过统计和分析辫状河道和心滩不同参数的分布概率及参数间的相关关系,建立了杭锦旗地区辫状河道宽度、心滩宽度、长度及厚度的定量地质知识库。研究表明,杭锦旗地区心滩长度6 500~8 500 m,心滩宽度3 000~4 500 m,心滩厚度主要在5~14 m,心滩长宽比1.85~2.30,辫状河宽度8 000~18 000 m。利用建立的辫状河道不同微相的定量参数,建立了杭锦旗地区锦58井区下石盒子组的三维地质沉积微相模型,利用该模型进行有利区的优选,并通过实钻井钻遇情况验证了模型的高精度。     

长江上游主要河流鱼类多样性与流域特征关系

对长江上游12 条主要河流鱼类种类数与流域特征进行了回归分析和主成分分析. 相关回归分析结果显示: 特有种类数目与全部种类数目呈极显著正相关; 全部种类数目的绝对数与流域面积、干流长度、流量呈显著或极显著正相关, 与比降呈显著负相关; 单位流域面积( 或单位干流长度) 全部种类数与干流长度( 或流域面积) 、流量呈显著或极显著的负相关, 与比降、径流深呈极显著正相关; 特有种类数目的绝对数与流域面积、干流长度、流量呈显著或极显著正相关; 单位流域面积特有种类数与干流长度、流量呈显著或极显著负相关, 与比降、径流深呈极显著正相关; 单位干流长度特有种类数与流域面积呈显著负相关, 与比降、径流深呈极显著正相关. 主成分分析得到的第一和第二主成分分别综合反映了河流鱼类的相对种类数和绝对种类数与流域特征因子之间的关系.     

基于DEM的汾河流域水系提取试验研究

以山西省汾河流域为水系提取实验研究区域,采用该区域的DEM数据,依托地表径流模型,并利用ArcGIS10.0中的水文处理工具包对河流流域进行水系特征提取,通过对水流方向的计算,对集水积累量进行分析,最终生成基于不同阈值的河网。     

湘江流域综合交通优势度测度与分析

以湘江流域为研究区域,选取县级及以上城市为评价单元,运用GIS分析技术从公路网密度、邻近度、通达性3方面分别对各评价单元的差异进行分析,并利用以上3个指标构建区域交通优势度综合评价模型。分析湘江流域交通优势度的空间分布格局和特征以及其形成成因．研究表明：湘江流域路网密度整体较低,城市间差异较大;邻近度和通达性以地级市为中心呈圈层分布;城市间交通优势度极化严重,交通优势度较高的地区主要在长株潭城市圈、衡阳市及周边地区：整个流域交通优势度成“H”字型分布格局．     

二维河网系统分形动力学研究

河网系统是一个远离平衡态的、开放的复杂系统。现阶段认为河流的演变机理包括外在宏观形状表现以及内在微观动力学机制,而河流的演变也是二者之间的平衡转化。目前,使用分形理论对河流的特征及河床的演变发展研究已经成为一种重要的手段。鉴于分形理论运用的局限性,特别是算法有宏观形状而无微观机制的弊病,应用线宽和线面积这两个可以直接与河流动力学衔接的概念,推导了可以直接用绘制图形(河流)的线宽计算维数的线维数和线面积计算维数的面维数,实现了维数计算由点到线、面的突破,为河网分形发育程度与河流动力学及最小能耗等理论衔接提供了可能,即为构建河网外在形状和内在动力学的新理论,以及最终实现河流的宏观外在特征和微观内在特征的衔接提供了两种理论途径。     

太湖水网地区河网调蓄能力分析

平原地区一般河网密度高,河道比降小,水流流泄不畅,极易造成内涝灾害.但由于河流众多,水面面积大,河网的调蓄能力也相当可观.以太湖流域1991年特大洪涝灾害为例,采用河道非恒定流的计算方法,分析太湖河网的调蓄水量.经计算表明,太湖流域的河网调蓄水量约为太湖调蓄水量的50%,对缓解太湖洪涝灾害起着重大的作用     

一类作为网络模型的可平面无标度图

无标度特性普遍存在于大量的实际网络和人造网络中.为了更好地研究这类无标度网络模型的拓扑性质和内在动力学,大量的模型被建立,如随机网络模型和确定性网络模型.鉴于以往确定性模型中的无标度指数都是唯一不变的常数,定义了一类具有广义自相似性的增长网络模型,分析了它的一些拓扑性质:平均度、聚集系数、直径、度分布、最多叶子生成树.得出该模型具有无标度特性和小世界效应,并且可以通过调整相应的参数来获得丰富的无标度指数.     

胶东半岛新构造东西分异的水系特征统计分析

水系的发育受气候、构造运动和人类活动的显著影响,构造运动状况的差异必然反映在水系特征上。通过对胶东半岛水系的展布方向、水系分形、诸水系特征的统计分析,揭示出水系受新构造运动有较明显的响应,桃村—东陡山断裂是本地区东、西部新构造上的主要分界。