| 【部分正文预览】 | 0 引言
城市给水管网系统是城市重要的基础设施,是从有限的一个或几个水源点向成千上万个用户输水的复杂、动态巨系统。
针对城市给水管网,以往的研究重点大多集中在给水管网的水力学、水质分析、系统优化和可靠性分析等方面,而从管网形态的形成和分布规律角度进行的研究并不多见。分形理论自Mandelbrot 提出以来,大量的研究证明分形广泛存在于自然界中,分形理论也得到迅速发展并被广泛应用于很多领域。例如在城市和城市群形态与结构、交通网络等领域,分形理国家自然科学基金( 50578108 ) ; 教育部博士点基金(20050056016) 。
论被应用于研究其内部等级结构的自相似性、空间生长的复杂性机理[1～8 ] ,这些基于分形理论的研究成果对于城市规划和交通网络的建设提供了有益的帮助。因此研究给水管网的分形特征与分形规律将有助于给水管网的规划和优化理论的研究。
为此,本文在研究给水管网分形维数的基础上,结合我国不同地区的给水管网分析了给水管网的分形规律。
1 给水管网的分形特征
虽然给水管网是一种人工的物质流输送系统,但是它具有与许多天然的物质流输送系统类似的性质,如物质流流动的规律和输送系统的功能等。天然的物质流输送系统,如某一个流域的河流、生物的血管和植物的根系等,承担着将各种物质从广布的区域收集并输送到某几个地方或者从某个地方将物质输送到广布区域的任务。给水管网将水由有限的几个水源点输送到若干个用水节点,这一点同许多天然的物质流输送系统的功能是一致的。 |
