Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/34213
標題: Chaotic Phenomena in Hydrology
水文混沌現象之研究
作者: 黃美君
Huang, Mei-Jiun
關鍵字: Chaos;混沌;Correlation dimension;Lyapunov exponent;K2 Entropy;相干維度;李亞普諾夫指數;K2 熵
出版社: 水土保持研究所
摘要: 
水文現象之研究目的在於預測與規劃。目前常見之水文模擬模式,大致分
為兩大類:一為遵從確立定律之定率模式(deterministic model),二
為以機率過程為基礎之序率模式(stochastic model)。然由於人類對自
然現象之了解有限,所推估之模式皆無法做出精準之預測,而使得理論無
法與真實現象相符。所幸近二、三十年以來,定率混沌之發現及各界學者
之研究,提供另一研究領域,結合以上兩種模式之優點更加能解釋自然界
亂中有序之現象。定率混沌之基本概念,乃自然界中任何一個動力系統應
該都有一組完全定率之控制方程式。由於時間之迭代及系統非線性之特性
造成系統輸出值之混亂不可預測現象。目前從事混沌現象方面之研究者,
有研究系統從定率有序轉變成混亂不可預測過程中,其間的機制及規律性
(如Feigen- baum的普適常數);也有研究已完全進入混沌狀態的系統特
性等等。不過,吾人知道各種現象之研究終究重在應用,如何將研究所得
應用在真實世界中並解釋吾等不甚了解之自然現象,才是研究的真正目的
。本研究即針對降雨及河川流量之時間分佈,應用前人研究所得之分析方
法,經由初步之演算,希冀從中獲得更多定率混沌之概念,並進一步了解
自然水文現象之特性,以備往後水文分析、規劃及相關研究上之參考,本
研究所應用之程式經 Rossler吸子測試之後,應用於石門水庫石門站歷年
之小時雨量資料及頭前溪流域上坪站日流量資料,其分析結分別為相干維
度1.34、3.46,K2 熵值 0.062 ± 0.001 、0.008 ± 0.001 以及李亞普
諾夫指數 0.38 ± 0.01 、0.025 ± 0.005。研究結果顯示,石門站之歷
年小時降雨系統可能具有一碎形維度為1.34之奇異吸子,而上坪站之河川
流量系統則可能具有一碎形維度為 3.46之吸子。
URI: http://hdl.handle.net/11455/34213
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