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　　曹娥江低潮位序列突变成份分析论文 摘要：本文提出了动态分维数的计算方法，并应用此方法对曹娥江低潮位序列中的突变成份进行了分析。结果表明，文中所用的方法对识别人为或自然因素引起的潮位时间序列中的突变成份是有效的，具有一定的实用价值。 关键词：动态分维数 时间序列 河床演变 1 前言 水文时间序列一般由确定成份和随机成份组成，暂态成份属确定的非周期成份，它包括趋势、跳跃、突变等成份，突变可看作是跟踪跳跃的一种特殊情况。潮位时间序列和其它水文要素时间序列一样，也往往是由两种或两种以上的成份合成的序列.freel左右，第二时期低潮位较低，低于多年平均水平0.3m，而第四时期有较大幅度增高，年均低潮位增高约0.5m，最高低潮位则增高了1m。 图1 曹娥江、钱塘江形势图 Map of the Caoe River and the Qiantang River 图2 桑盆殿低潮位Dft变化过程 Variational process of lo 时期 一 二 三 四 全期 年限 1956～1963 1964～1969 1970～1984 1985～1995 1956～1997 梅汛（4～7） 4.41 4.27 4.45 4.99 4.57 台汛（8～10） 4.52 4.34 4.62 4.81 4.59 多年平均低潮位 4.43 4.26 4.52 4.97 4.59 最高低潮位 6.14 6.04 6.31 7.41 7.41 出现时间 1959.4.12 1965.5.4 1974.8.20 1989.5.24 1989.5.24 钱塘江主槽位置 北 南 中、南 中、北 2.2.2 合理性分析 由动态分维数求得的临界点反映了不同时期的潮位变化规律，计算表明曹娥江低潮位序列存在较为明显的四个突变点，分期统计特征反映了序列中长时间的动态变化规律，这与整个系统的演变情况相一致，特别是与尖山河段主槽的演变3相吻合（表2）。1963年前，山水较丰，钱塘江主槽走北， 1964年后，山水较枯，主槽南摆，因而1964年成为一个临界点是合理的；1969年洪水大潮使北沙裁通后，尖山河段主槽由极南转为极北，且在此之前尚未开展大片围涂，而在1970年后，钱塘江流域开始开展了大规模围涂整治，因此1970年成为一个临界点也是合理的。在1970～1984年这段时间内，尖山河段处于自我调整的动态平衡时期。1970年以后，钱塘江主槽经历了二次南摆后又复北移，在此时期内河口大片围涂已成（中间存在两个临界点1977、1979），1978年后，钱塘江主槽又经历了一次南北摆动过程，于1979年开始主槽走南,河口段围涂不多，至1985年萧山“八六丘”围成，钱塘江主槽走北，所以1985年为一临界点也是合理的。1996年钱塘江北岸海宁段开始淤涨，海宁趁机围涂，主槽开始南移，南岸绍兴、萧山围涂困难，因而1996年也是一个临界点。在上述突变点中，动态分维数最大的是1970年，其次是1985年，这主要是由于1970年起，钱塘江流域开展了大规模的围涂整治工程，从而使1970年成为一个显著的围垦前后的分界点；而1985年萧山“八六丘”的围成，又大大地改变了江道的平面形态及其走势，硬边界的约束使钱塘江主槽基本维持了走中偏北的河势直至1996年北岸围涂使河势重新调整，因而1985年也成为一个较为明显的分界点。由此可见，由动态分维数所求得的临界点在宏观上基本对应于钱塘江主槽的演变，因此，曹娥江低潮位主要受控于尖山河段主槽的变迁。 2.2.3 成因分析 一般说来，决定河床演变的因素有来水来沙、边界条件和侵蚀基面4，决定河道中某站潮位的主要因素有：下游潮汐、上游山水流量、河道地形及水力摩阻等。具体对曹娥江而言，它们彼此间相互有影响或受外界条件的影响。如河道地形因山、潮水比值的消长而有变化，也会引起河道阻力的某些改变；而下游的潮汐不仅取决于外海潮汐的强弱，更受制于钱塘江主槽摆动所引起的口外地形的变化状况。因此决定低潮位的边界条件有：曹娥江上游流量、钱塘江主槽的低潮位、曹娥江出口至钱塘江主槽（0m线）的水道长度、曹娥江水流出口方向及口外滩面宽度。其中钱塘江主槽的演变反映了外海潮汐的强弱，又反映了尖山河段的冲、淤特性，控制了钱塘江主槽的低潮位；另一方面，曹娥江口外滩地宽度、出口方向和出口水道长度均反映着曹娥江口门离钱塘江主槽的距离，反映了口外滩面消长所带来的影响，控制了出口河道比降，因此钱塘江主槽事实上起着侵蚀基面的作用，决定了曹娥江低潮位的变化规律，从而也决定了曹娥江口门的基本演变规律，虽然它还同时受曹娥江径流的影响。 3 结论 低潮位序列也象其它水文序列一样，存在暂态成份的可能性，并可用时间序列理论、方法加以分析。计算表明，曹娥江低潮位序列存在较为明显的四个突变点，可以分期进行统