水文学是地理研究的一个重要的方面,它主要研究各种水体的存在、循环和分布。河网是水文学的重要部分,国内外学者对于河网水系结构的研究大多只停留在几何表面,没有顾及到河网自身的内部组织和河段之间的拓扑关系。众多学者研究表明,河网水系在整体上具有自相似性和标度不变性,也就是说,河网具有几何分形特性。河网水系的几何分形维数在1.0到2.0之间,几何分形维数的大小表明河网的发育程度不一样。本文通过在Arcgis软件分析对比了四川省19个城市的DEM地形粗糙度和平均坡度,发现地形粗糙度和平均坡度正相关。同时,基于地表径流漫流模型提取了各个城市的河网水系流域,通过利用Shreve分级方式编程实现提取各城市的河网主流和支流以及最大子流域。用具有层次结构的对偶图来模拟流域内的河网,在对偶图的基础上,通过成熟的复杂网络结构分形维数算法最大排除燃烧(MEMB)法计算城市河网的盒子尺寸和对应的盒子数目。通过用直线拟合盒子尺寸和对应的盒子数目,得出研究区域各城市河网水系的结构分形维数值在3.1到4.41之间。这验证了河网作为一个复杂网络,在具有几何分形特性的同时,也具有结构分形特性。结合几何分形,可以发现,结构分形维数与该地区的地形复杂度正相关。同时河网的分形和自相似特性有助于在自身系统中保持混沌与有序的统一,对比人文系统可以发现,在人类对自然地改造中,人地关系总是朝着对称的方向发展。这些结论有利于研究人类活动影响和自然环境变化下的水文循环,对水资源的可持续利用和认识自然,改造世界有重要的意义。