基于DEM的洞庭湖水系分形维数值与地质灾害关联性研究

摘要

洞庭湖流域作为长江中游的生态屏障，其水系结构形态与滑坡、泥石流等地质灾害的耦合机制，日益成为亟须深入研究的区域生态保护与可持续治理的科学命题。本文利用数字高程模型(digital elevation model, DEM)数据，对洞庭湖水系流域分形维数值(D值)进行研究，并结合该地区泥石流滑坡地质灾害分布密度进行关联性分析，研究结果显示，洞庭湖总体水系的分形维数值为1.65,该流域地貌处于侵蚀发育阶段的壮年期，流域水系分形维数值呈递增同心圆结构分布。其中，湘江和沅江流域的分形维数值大于1.70,河网结构复杂，支流多且流量大；资水流域和澧水流域及洞庭湖环湖区的分形维数值为1.62～1.65,河网结构简单，支流较少且流量小，反映出两者在地形地貌、岩性组成和水文特征方面的显著差异。通过灾害关联性研究表明，分形维数值越高，流域水系越复杂，河流对地表的切割和岩层的侵蚀作用越显著，从而更易诱发地质灾害。

关键词

洞庭湖水系 / 分形维数值 / 地质灾害 / 侵蚀作用 / 滑坡泥石流