河道演化的動力學模擬研究.pdf

1、作為自然河流的基本形態(tài)，順直、彎曲、分汊、游蕩等都蘊含著深層次的動力學機制，特別是彎曲河流的河彎形態(tài)隨時間不斷地遷移和蠕動，這種過程就是河流演化的動力學過程，也是一個及其復雜的過程。同時河流系統(tǒng)是一個復雜的系統(tǒng)，揭示復雜系統(tǒng)演化的規(guī)律是復雜性科學研究的問題之一。
　　 元胞自動機是研究復雜系統(tǒng)的一種工具，理論上可以模擬任何復雜行為。本文先用surfer生成一個成熟的自然河道，并且建立元胞自動機模型模擬彎曲河道演化的動力學過程，從

2、而獲得對河道演化統(tǒng)計特征的描述以及演化機制的理解。主要工作如下：
　　 提出一種彎曲河道演化的元胞自動機模型，研究了高程、沖淤量和水深等因素之間的相互作用對河流動力學過程的影響，同時也考察了水流與河道之間的反饋作用，兼顧彎曲河道中的湍流運動。模擬結果能夠展示與彎曲河道實際演化定性一致的河岸邊界遷移、凹岸沖刷的速度大于凸岸淤積速度，出現(xiàn)河槽展寬，深泓線移動等現(xiàn)象。
　　 河道演化過程中，水流的攜沙能力有限，河床不斷沖淤抬高