黃河中游侵蝕基準(zhǔn)點分形特征與產(chǎn)沙關(guān)系研究
本文選題:黃土高原 + 徑流節(jié)點 ; 參考:《西華師范大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:我國黃土高原水土流失嚴(yán)重,嚴(yán)重制約與影響黃河中下游地區(qū)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展。新中國成立以來,國家對黃土高原水土流失治理非常重視,投入大量人力、物力及財力。目前,黃土高原水土流失程度有所減小,但形勢依然不容樂觀。黃河中下游泥沙來源于黃土高原侵蝕區(qū),而黃土侵蝕區(qū)由一系列侵蝕流域組成,故黃河次級流域的產(chǎn)沙特征構(gòu)筑了黃河中下游侵蝕產(chǎn)沙的總體格局,基于此,研究黃河次級流域的產(chǎn)沙特征很有必要。文章以數(shù)字高程模型(DEM)為數(shù)據(jù)源,運用GIS技術(shù)提取流域徑流節(jié)點的基礎(chǔ)上綜合判別侵蝕基準(zhǔn)點,結(jié)合分形理論,計算實驗流域侵蝕基準(zhǔn)點分形維數(shù),最后對流域侵蝕基準(zhǔn)點分形維數(shù)與輸沙模數(shù)做相關(guān)性實驗分析,取得如下研究結(jié)果:1.流域徑流節(jié)點提取。基于GIS空間分析技術(shù)對DEM進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,以此提取流域徑流節(jié)點。徑流節(jié)點在流域中具有多重屬性特征,文章分析了高程屬性、空間格局與匯水流量特征。(1)徑流節(jié)點高程屬性顯示,流域內(nèi)徑流節(jié)點高程差異明顯。流域間徑流節(jié)點高程比較,最大值在1100-2300m之間,其中最大值出現(xiàn)在朱家川流域,達(dá)到2240m。朱家川同為流域內(nèi)徑流節(jié)點高差最大的流域,達(dá)到了1459m,孤山川以455m成為徑流節(jié)點高差最小的流域,徑流節(jié)點高差指示水力勢能,可根據(jù)流域徑流節(jié)點高差采有取針對性的水土保持預(yù)防工作。(2)徑流節(jié)點空間格局特征以莫蘭指數(shù)(Moran’s I)與最鄰近指數(shù)(NNI)度量,Moran’s I計算結(jié)果顯示樣區(qū)流域位于0-1之間,接近于1,顯示徑流節(jié)點空間分布相關(guān)性強(qiáng)。NNI計算顯示主體位于0-0.1之間,徑流節(jié)點呈現(xiàn)聚集分布。(3)匯水流量特征統(tǒng)計顯示各流域匯水流量差異明顯,總體和集水區(qū)面積關(guān)系明顯。窟野河流域超過100萬m3,達(dá)到10340797m3。2.侵蝕基準(zhǔn)點判別與特征分析。主要論述及說明侵蝕基準(zhǔn)點的提取過程,基于GIS技術(shù)并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)圖綜合判別侵蝕基準(zhǔn)點。文章運用盒子維數(shù)與空間關(guān)聯(lián)維求取侵蝕基準(zhǔn)點分形維數(shù),兩種方法求取的分形維數(shù)存在基本走勢一致,部分流域存在差異,關(guān)聯(lián)維數(shù)整體大于盒子維數(shù)。計算結(jié)果存在差異,與分形維數(shù)計算原理有關(guān)。侵蝕基準(zhǔn)點空間分布集中于流域侵蝕基巖出露的地區(qū),在數(shù)量上不及徑流節(jié)點,黃河中游左側(cè)支流域侵蝕基準(zhǔn)點數(shù)量多于右側(cè)。3.侵蝕基準(zhǔn)點分形維數(shù)與流域侵蝕產(chǎn)沙相關(guān)性分析,主要涉及侵蝕基準(zhǔn)點分形維數(shù)與發(fā)育階段相關(guān)性、侵蝕基準(zhǔn)點分形維數(shù)與輸沙模數(shù)相關(guān)性、流域侵蝕狀況綜合評價。(1)依據(jù)面積高程積分,流域侵蝕發(fā)育階段可劃分為幼年期、壯年期與老年期。侵蝕發(fā)育階段中,壯年期在各流域均占主體,三川河、昕水河等流域所占比例較大;矢Υā⒐律酱ǖ攘饔蛉齻發(fā)育階段均占有一定比例。部分流域幼年期所占比例大于老年期,如屈產(chǎn)河及朱家川等流域,老年期大于幼年期的流域有湫水河、延河等。(2)流域侵蝕基準(zhǔn)點分形維數(shù)與輸沙模數(shù)相關(guān)性分析,第一組實驗在0.01相關(guān)性顯著水平下,R2達(dá)到0.6836,擬合公式為:y=-11118x+22309,第二組相關(guān)性實驗中,R2達(dá)到0.6868,y=-26697x+17448。侵蝕基準(zhǔn)點分形維數(shù)大小指示侵蝕基準(zhǔn)點空間分布狀況,同時可反映流域侵蝕強(qiáng)度變化。侵蝕基準(zhǔn)點分形維數(shù)越大,則表明侵蝕基準(zhǔn)點空間分布越密集、集中,相應(yīng)積水區(qū)面積則較小,平均輸沙模數(shù)偏小。反之,平均輸沙模數(shù)較大的區(qū)域,侵蝕基準(zhǔn)點分布較為分散,相應(yīng)積水區(qū)面積則較大。綜上所述,侵蝕基準(zhǔn)點分形維數(shù)與平均輸沙模數(shù)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性,符合樣區(qū)流域?qū)嶋H狀況。(3)基于侵蝕基準(zhǔn)點兩種分形維數(shù),對流域侵蝕狀況作評價。聚類實驗結(jié)果顯示,樣區(qū)流域共可分為四類,依據(jù)分形維數(shù)及侵蝕產(chǎn)沙狀況,分別定義為侵蝕劇烈區(qū)、侵蝕強(qiáng)烈區(qū)、侵蝕中度區(qū)及侵蝕輕度區(qū)。
[Abstract]:In this paper , the water and soil erosion in the Yellow River is seriously restricted and affected by the development of ecological , economic and social development in the middle and lower reaches of the Yellow River . ( 1 ) The fractal dimension of erosion datum points is more than the number of fractal dimension . ( 2 ) The correlation between fractal dimension of erosion datum points and sand transport modulus is analyzed . In the first group , R2 reaches 0.668 , y = -26697x + 17448 . In the second group of correlation experiments , R2 reaches 0.668 , y = -26697x + 17448 .
【學(xué)位授予單位】:西華師范大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:S157
【參考文獻(xiàn)】
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