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(yùn)用元胞自動(dòng)機(jī)理論，從內(nèi)部機(jī)制著手，對(duì)泥石流產(chǎn)匯流系統(tǒng)的自組織臨界性進(jìn)行了模擬研究。本文通過對(duì)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(gè)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(dòng)力學(xué)模型。由于自組織臨界性的系統(tǒng)有兩個(gè)主要表征，即在時(shí)間域上的負(fù)冪律分布和長(zhǎng)程相關(guān)性。因此，本文

2、考慮從這兩個(gè)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(cè)數(shù)據(jù)的缺乏，本文首次提出基于沙雄模型來建立改進(jìn)的二維沙堆自動(dòng)機(jī)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(jìn)的二維沙堆自動(dòng)機(jī)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(jì)計(jì)算和相關(guān)性分析，得到如下結(jié)論：(1)改進(jìn)的二維沙堆自動(dòng)機(jī)所模擬的系統(tǒng)在沙粒暴發(fā)頻率對(duì)暴發(fā)規(guī)模的關(guān)系上服從負(fù)冪律分布。(2)通過相關(guān)性分析得到二維沙堆