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

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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．