基于混沌理论和耗散结构理论的河流过程非线性动力学
地球物理
2025-03-04 v1 混沌动力学
摘要
河床演化的分析是决策、洪水控制工程建设和水利枢纽调度与应用的重要基础。从河流非线性动力系统的角度，本文深入理解了河床演化中有序与无序的关系。运用混沌理论，对相图合法用于识别河流时间序列的混沌，并计算分形维度来定量计算混沌的特征量。结合耗散结构理论，理解演化中的有序性，并通过最小熵生成原理分析河流自组织的内部机制。引入河流信息熵来识别河段的局部冲刷和堆积模式。结果表明，三段河流的径流和沉积输运呈混沌状态，信息熵随时间在一定范围内波动并发展为减小状态，即河段整体上发展为有序方向。然而，三门峡段的混沌和无序性最为突出，这可能受到水库建设导致的沉积输运失衡的影响，这里的冲刷和堆积变化显著受到影响，随着岸坡保护项目的发展而得到改善。
引用
@article{arxiv.2503.01593,
title = {Nonlinear dynamic Process of Fluvial Process Based on Theories of Chaos and Dissipative Structure},
author = {Hao Lin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.01593},
year = {2025}
}