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Searching for the mechanism of river channel network formation using the maximum entropy production principle and challenge to mathematical morphology

利用最大熵产生原理寻找河道网络形成机制并对数学形态学提出挑战

基本信息

批准号：
21K18740
负责人：
横尾善之
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Fukushima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2022年度は，2021年度に着手した流域内の河道網構造とエントロピー生成率最大化の原理の関係についての検討を進めた．具体的には，中川(富山県)，土器川(香川県)，菊池川（熊本県)，阿武隈川(福島県)を対象として，エントロピー生成率最大化の原理によって流域内の河道網構造が形成されている可能性を検討した．特に，増水時・減水時にもエントロピー生成率最大化の原理に従って河道網が拡大・縮小するのかという点について検討した．その結果，平水時・増水時・減水時のいずれもエントロピー生成率最大化の原理によって河道網が形成されている可能性が示された．以上の研究成果は，学術雑誌への投稿に向けて原稿を執筆中である．これに加えて，河床波の形成機構をエントロピー生成率最大化の原理を用いて説明できる可能性も検討した．具体的には，既往研究で報告されている河床波に関する水理実験の結果を河床波の数値モデルで再現することで，河床波の発生条件にエントロピー生成率最大化の原理が関係している可能性を検討した．その結果，河床波の発生条件にエントロピー生成率最大化の原理が関係している可能性が見いだされた．ただし，河床波の発生条件にエントロピー生成率最大化の原理が関係している明確な証拠を得るには至らなかった．そのため，河床波の発生条件にエントロピー生成率最大化の原理が関係している可能性については河床波の数値モデルを用いた検討を続ける必要がある．

In 2022, we will start to discuss the relationship between the structure of river network in the basin and the principle of maximizing the generation rate in 2021. Specifically, Nakagawa (Toyama Prefecture), Tsuchikawa (Kagawa Prefecture), Kikuchi (Kumamoto Prefecture), and Takekuma (Fukushima Prefecture) have been investigated for the possibility of channel network structure formation in the basin. In particular, the principle of maximizing the rate of river formation when water is increased or decreased is discussed. The results show that the probability of formation of channel network is shown by the principle of maximizing the formation rate of channel network when the water level is flat, when the water level is high and when the water level is low. The above research results are in the process of writing manuscripts. The mechanism of riverbed wave formation is discussed. The principle of maximizing the rate of riverbed wave formation is explained. In particular, previous studies have reported on the relationship between the number of river bed waves and the number of river bed waves, and the possibility of maximizing the generation rate of river bed waves. The results show that the conditions for the generation of river bed waves are the principle of maximizing the generation rate of river bed waves. The principle of maximizing the generation rate of river bed waves is clear and accurate. The principle of maximizing the rate of formation of river bed waves is related to the probability of occurrence of river bed waves.