基于超熵产生的河型稳定判别式

基于非平衡态热力学理论中的超熵产生研究河型的稳定性,对河型是否有可能转化做出定量判别分析。选择河流系统的广义力和广义流,构造出河流的超熵产生以及超能耗率,根据超能耗率推导出河型稳定判别式。应用该判别式分析了黄河下游5个河段3种不同河型的稳定性,计算结果表明这5个河段的河型是稳定的,近期没有发生河型转化的可能性,与实际情况相符。利用该河型稳定判别式,不仅可判别河型的稳定性,还可以预测河流调整方向,为河流整治工程提供科学依据。     

流体最小熵产生原理与最小能耗率原理(Ⅱ)

本文是“流体最小熵产生原理与最小能耗率原理”的第Ⅱ篇。在这篇中，一是阐明了最小熵产生原理等价于最小能耗率原理；二是基于最小熵产生原理，利用流体力学的3个基本方程，即连续方程、运动方程和能量方程以及热力学的吉布斯公式，推导出了流体最小能耗率原理数学表达式。该式适用于：(1)具有稳定边界的任何开放的流体系统，如河流；(2)恒定非均匀流或均匀流；(3)层流或紊流。     

珠江三角洲广义水环境承载能力评价

根据广义水环境承载能力的定义,在深入分析珠江三角洲水环境特点的基础上,构建了广义水环境承载能力评价指标体系,采用基于改进熵值法赋权的集对分析模型,综合评价了水资源子系统、社会经济子系统和生态环境子系统和区域水环境的承载能力;最后,根据评价结果,提出了改善研究区域水环境承载能力的建议。     

流体最小熵产生原理与最小能耗率原理(Ⅰ)

最小能耗率的研究已有100多年的历史了，至今最有代表性和影响力的研究成果要数美籍华裔学者杨志达(Yang C. T.)等人提出的最小能耗率原理。作者通过分析研究，指出杨志达提出的最小能耗率原理存在着某些缺陷，并基于非平衡态热力学的最小熵产生原理重新推导了流体最小能耗率原理的数学表达式。论文分Ⅰ、Ⅱ两篇，这是第Ⅰ篇。本篇一是对最小能耗率原理的研究进行了简要回顾，着重指出杨志达的最小能耗率原理存在的缺陷；二是介绍了最小熵产生原理，目的是为推导流体最小能耗率原理的数学表达式提供理论基础。     

流体最小能耗率原理的热力学基础

针对学术界一直存在争议的流体在运动过程中到底是遵循最大熵原理还是遵循最小能耗率原理或最小熵产生原理问题,以热力学理论为基础,分析最小熵产生原理和最小能耗率原理,同时澄清一些容易混淆的问题,指出:热力学中的基本原理、基本概念同样适用于流体运动;流体在运动过程中遵循最小能耗率原理或最小熵产生原理。     

对周筑宝先生再讨论意见的答复

<正>徐国宾和杨志达于2012年在水利学报第8期发表了《基于最小熵产生与耗散结构和混沌理论的河床演变分析》一文[1]。文中针对一些对最小熵产生或最小能耗率原理和耗散结构理论的误解或错误观点进行了澄清,其中涉及到周筑宝先生的一些观点,如最小熵产生原理或最小能耗率原理是否只适用于系统边界条件恒定的开放系统,而不适用于边界条件随时间变化的开放系统,如河流;最小熵产生原理或最小能耗率原理是否能推广到非平衡态非线性区;以及所谓"新最小熵产生原理或最小耗     

熵的微观解释与信息

熵是热力学中一个笪要的宏观物理量，具有丰富的内涵。本文从微观方面进一步探讨熵的本质：引入玻尔兹曼关系式，将熵，与微观态数目联系起来，揭示了熵在不可逆过程中增加的实质，借鉴麦克斯韦妖的启示，引出了熵与信息的关系，介绍了作为随机事件不确定性或信息量量度的信息熵，使熵的应用从热力学的范畴扩展到更广泛的自然科学与社会科学领域开辟了道路。最后对热力熵，统计熵和信息熵作了简要小结。     

试论熵与水土保持

从侵蚀流域作为地球表层开放系统组成部分的观点出发，分析了流域在宇宙引力和太阳辐射能作用下，自发形成耗散结构的熵减过程，它与流域自发进行的侵蚀夷平熵增过程互为消涨，分析了人类行为在熵变中的二重性，对侵蚀流域人们合理性的治理状态过程，试图用熵来描述，开发了治理熵概念，构建了治理熵状态函数，它可作为流域综合治理有序程度的一种判据。     

对周筑宝先生讨论意见的答复

<正>徐国宾和杨志达于2012年在《水利学报》第8期发表了《基于最小熵产生与耗散结构和混沌理论的河床演变分析》一文[1]。文中针对一些对最小熵产生或最小能耗率原理和耗散结构理论的误解或错误观点进行了澄清,其中涉及到周筑宝先生以下两个观点:(1)最小熵产生原理或最小能耗率原理只适用于系统边界条件恒定的开放系统,而不适用于边界     

河流最小可用能耗率原理和统计熵理论研究

河流是一个具有能量紊动粘性热耗散结构的开放系统 ,依照热力学熵差和统计熵定义了河流水力熵差和统计熵 ,根据耗散结构动平衡稳定的熵和能耗理论 ,建立明渠流和冲积河流的水力熵和统计熵理论 ,提出了明渠流和冲积河流稳定的最小可用能耗率原理和公式 ,该原理全面地反映了河道输水输沙的能耗特性 ,不仅在数学上完整地表达了冲积河流河床演变的基本原理———自动调整作用原理 ,而且还反映了床沙质和冲泻质的划分标准、高含沙水流和挟沙力等特性 ,并用该理论解释了冲积河流水沙运动和河床演变的各种现象。     

基于融合权重-POT的拱坝变形监控模型

引入极值理论,提出了基于融合权重的POT混凝土拱坝变形监控模型。对于多测点原型观测数据,以融合权重法确定其综合权重,以信息熵理论构建多测点的变形熵,通过POT模型设置一定的阈值,选取变形熵的超限值作为建模对象,利用广义帕累托分布拟合超限数据子样,以失效概率给出大坝变形监控指标。将该方法用于雅砻江流域某混凝土拱坝,工程实例表明,该模型可以得出更加合理的结果,更能反映工程实际。     

马尔科夫法在水利人才预测中的应用

简述了马尔科夫人才预测法的基本概念；马氏链预测模型的构造及预测步骤，并给出了预测实例。     

最大熵法风浪谱估计

本文根据太湖风浪观测资料，进行了最大熵法风浪谱估计和传统谱估计方法的分析比较，讨论了最大熵法的原理。结果表明，最大熵法优于传统方法，最大熵法避免了一些不切实际的假设，不需要使用窗函数，减少了谱泄漏，提高了谱估计精度，即使对较短的序列，也能得到较好的谱估计结果，为风浪谱估计提供了一种有效的方法。     

基于最小熵产生与耗散结构和混沌理论的河床演变分析

阐述了最小熵产生、耗散结构和混沌理论的基本原理和研究方法,并介绍了如何应用这些理论和方法对河床演变过程进行分析。认为：河流只可能处于近平衡态和远离平衡态。河流处于近平衡态时,遵循最小熵产生原理或最小能耗率原理,其演变过程表现为逐渐趋向于与外界条件相适应的相对平衡状态,在相对平衡状态水流的熵产生或能耗率为最小值。当作用在河流上的约束条件发生变化后,河流就会离开原来的相对平衡状态,寻求与新的约束条件相适应的相对平衡状态。在这个调整过程中,熵产生或能耗率并不是单调减少,而是有增有减,直到新的相对平衡状态,水流的熵产生或能耗率一定是与新的约束条件相适应的最小值。河流处于远离平衡态时,其演变过程可以经受突变,导致河型转化发生。河型转化是在外界条件缓慢变化过程中,超过某一临界值而发生的突变,这种突变相当于热力学中的非平衡相变,因而可以用耗散结构和混沌理论解释河型转化。     

信息熵与最大熵原理

本文从信息熵概念出发、论述了与概率论相联系的熵，如不确定性与其测度熵的关系和条件熵等，并重点研讨了为社会、自然科学中许多问题研究提供新理论工具的最大熵原理及其应用的展望。     

最大熵地风浪谱估计

本文根据太湖风浪观测资料，进行了最大熵法风浪谱估计和传统谱估计方法的分析比较，讨论了最大熵法的原理。结果表明，最大熵法优于传统方法，最大熵法避免了一些不切实际的假设，不需要使用窗函数，减少了谱泄漏，提高了谱估计精度，即使对较短的序列，也能得到较好的谱估计结果，为风浪谱估计提供一种有效的方法。     

熵分析在水电能源系统管理中的应用

水电能源系统是一个典型的开放系统，与外界环境存在着频繁的物质和能量交换。根据热力学熵的基本概念及熵概念泛化的基本特性，提出了水电能源系统熵的定义，并进行了系统电站熵变分析；结合水电能源系统电站的特点，提出了径流调节过程中基于决策出流量的水头、水量潜在熵增计算表达式；建立了系统电站发电量优化规划即熵增最小目标方程，应用凸规划原理及凸函数性质论证了目标方程存在最优解；最后提出了水电能源系统优化规划模型，实例验证该模型符合实际规划需求。     

用水平土柱测定非饱和土壤水扩散率的瞬时剖面法

基于非饱和土壤水分运动基本方程及质量守衡原理，提出了用水平土柱测定非饱和土壤水分扩散率的一种新方法“瞬时剖面法”，该法物理概念清楚、明了，试验过程易控制．在试验中采用Y透射法测定水平土柱土壤水分含量，用马氏瓶控制供水量，操作简便、易行．经实测对比分析，用该法所测的D（θ）值与用传统方法（Boltzmann变换法）所测值接近，表明该法是可靠的．     

基于博弈论的大坝POT预警模型及其应用

引入极值理论,提出了基于博弈论的POT变形预警模型。对于多测点原型观测数据,以博弈论确定其综合权重,以信息熵理论构建多测点的变形熵,通过POT模型设置一定的阈值,选取变形熵的超限值作为建模对象,利用广义帕累托分布拟合超限数据子样,以失效概率给出其变形预警值。将该方法用于雅砻江流域某混凝土拱坝的大坝预警实践,结果表明,与传统的单测点处理方法相比,该模型可以得出更加合理的结果,更能反映工程实际。     

基于熵权的水库防洪调度多目标决策方法及应用

文通过引入熵权的概念，将其与模糊优选模型相结合进行防洪调度多方案优选，同时针对由熵值转换为熵权的计算式在某些条件下不适用这一问题，对熵权的计算式进行了改进。本模型基于熵值能反映数据本身的信息效用原理计算指标的熵权，并与主观权重线性组合，兼顾主观偏好与客观属性，可得到合理的方案优属度。实例验证结果表明，此方法简便可行。