泥石流產(chǎn)匯流系統(tǒng)自組織臨界性模擬研究.pdf

1、本文運用元胞自動機理論，從內(nèi)部機制著手，對泥石流產(chǎn)匯流系統(tǒng)的自組織臨界性進行了模擬研究。本文通過對泥石流產(chǎn)匯流研究現(xiàn)狀的分析得知，泥石流的產(chǎn)匯流可作為一個系統(tǒng)來研究，泥石流產(chǎn)匯流過程具有一系列臨界特征值，如：臨界坡度、土源臨界厚度、臨界雨量、臨界流量和臨界流速。因此本文考慮從泥石流產(chǎn)匯流過程的臨界性狀態(tài)出發(fā)，基于自組織臨界性理論，建立相應(yīng)的動力學(xué)模型。由于自組織臨界性的系統(tǒng)有兩個主要表征，即在時間域上的負冪律分布和長程相關(guān)性。因此，本文

2、考慮從這兩個表征的證明入手，來探討泥石流產(chǎn)匯流系統(tǒng)的自組織臨界性。由于泥石流產(chǎn)流區(qū)的觀測數(shù)據(jù)的缺乏，本文首次提出基于沙雄模型來建立改進的二維沙堆自動機模型，來研究泥石流產(chǎn)流區(qū)系統(tǒng)的自組織臨界性。通過改進的二維沙堆自動機模型的構(gòu)建和模擬，本文得到了一系列模擬數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)之上，首次通過統(tǒng)計計算和相關(guān)性分析，得到如下結(jié)論：(1)改進的二維沙堆自動機所模擬的系統(tǒng)在沙粒暴發(fā)頻率對暴發(fā)規(guī)模的關(guān)系上服從負冪律分布。(2)通過相關(guān)性分析得到二維沙堆