河流自然地貌形态于人类的发展进程中已受到了不同程度的胁迫和破坏,本文选择天然蜿蜒型的赤水河作为研究对象,通过Google Earth提供的卫星图片及ArcGIS空间分析技术进行指标数值的测算统计,利用MIKE21和SPSS及定量分析,以此进行地貌特征平面形态的表征。建立多尺度地貌特征分析指标体系,分析整体河段尺度地貌分形特征、局部河段尺度地貌参数相关关系、地貌单元尺度典型地貌单元分布规律,为制定河流生态修复方案提供地貌特征参数,同时河流地貌特征参数对揭示河流蜿蜒形态发展机理和地貌形态发育规律都具有重要意义。本文的主要研究内容和成果如下:(1)在赤水河干流选取了 125个弯曲河段,分别从整体河段、局部河段及地貌单元三种研究尺度,选取信息维数、弯曲率、蜿蜒波形波长等10项指标,利用Google Earth和ArcGIS对上述指标值进行测算,统计分析各指标的变化规律,分析指标间的相关性,发现赤水河河道发育具有很强的对称性,且各指标值的变化与反应了赤水河的地形地势。(2)在整体河段尺度分析弯曲河段平面形态的分形特征,以信息维数作为整体河段尺度地貌特征指标,测算水边线信息维数和水上河床地貌面积信息维数,通过相关性分析发现,弯曲率与水边线信息维在下游河段相关系数带到峰值0.644,故相对于弯曲率,分形维数更适合表征形态复杂、细节丰富河段的分形几何特征。(3)基于网格覆盖法测算信息维数,以粗算值的“失稳”现象作为判别依据进行一维线分形和二维面分形无标度区间的识别,所得区间为[10,40],经验证所得无标度区间行之有效,以此提出一种无标度区间的识别方法。并通过分析河底等高线信息维数的变化规律,进行了多维空间分形维数测算方法的讨论。(4)结合赤水河水系发育情况,利用弯曲河段蜿蜒波形波长和河道平滩宽度、曲率半径及半波弯曲弧线长度和河道平滩宽度的经验关系式,计算赤水河干流河道系数数值范围,得系数k1主要波动区间为[13.18,20.4],系数k2主要波动区间为[3.0,5.7],系数k3主要波动区间为[13.8,23.5]。(5)在地貌单元尺度通过构建MIKE21水动力模型对赤水河干流下游典型河段进行流速、水深的水动力模拟,以此进行典型地貌单元分布及其对水力要素影响的分析,发现多样化地貌形态对于水体流动具有明显的调控作用。