特高海拔寒区隧道温度场演化规律——以黑恰隧道工程为例

为研究特高海拔寒区隧道温度场的时空分布特征及其变化规律,以青藏高原西北部喀喇昆仑高山区的黑恰隧道为依托工程,首先,在现场建立包括气象要素在内的寒区隧道远程自动监测系统,对特高海拔寒区隧道温度场演化规律进行分析研究;其次,提出考虑湍流对流传热和热传导作用下的隧道三维数值模型,利用现场监测数据验证该模型的准确性;最后,讨论铺设保温层前后隧道温度场的变化特性。研究结果表明:1)在距进口0~270 m隧道受到冻融作用影响,洞内气温与衬砌温度呈线性正相关关系;2)隧道洞内气温对隧道径向温度场的影响主要体现在衬砌和浅层围岩;3)在最冷月平均气温方面,不同类型寒区隧道温度大小关系为特高海拔<高纬度<高海拔,在最大冻结深度方面,不同类型寒区隧道最大冻结深度大小关系为特高海拔>高纬度>高海拔;4)铺设保温隔热层后,保温层对衬砌与围岩起到良好的保温作用。

An investigation of the influence of ground surface properties and shading on outdoor thermal comfort in a high-altitude residential area

Landscape elements in residential areas can effectively improve the outdoor thermal environment,with different outcomes depending on the climate conditions.This study explores how the ground surface and shading properties affect the outdoor thermal environment in a high-altitude plateau climate where few studies have been conducted.The measurements were conducted during summer and winter in a residential area in Lhasa,Tibet.Without natural shading such as trees,there is a positive correlation between Sky-view factor(SVF)and Physiological equivalent temperature(PET)during winter and a negative correlation during summer.When SVF exceeds 0.65 in summer,it may cause human discomfort.Compared to artificial shading such as a tensioned membrane,deciduous trees are superior at improving human comfort,as they can increase PET by 10.56℃ in winter and decrease it by 9.73℃ in summer.During summer,high-reflection water-permeable bricks can reduce the PET by 1.08℃,and lawns can reduce the mean rachation temperature(Tmrt)by 1.650C;however,the lawns may produce a microclimate with a high air temperature.The results from this paper can be used as a reference for landscape planning and design in residential areas in high-altitude cold-climate regions.

高海拔寒冷地区混凝土抗冻耐久性研究综述

高海拔寒冷地区具有海拔高、气温低、昼夜温差大等特点,严重威胁混凝土结构安全和正常使用年限。因此,提高混凝土结构的抗冻耐久性、保证结构安全和可靠性是研究高海拔寒冷地区混凝土抗冻耐久性能、施工技术以及评价方法的关键。综合分析了水胶比、外加剂、掺合料对高海拔寒冷地区混凝土宏观力学的影响,混凝土内部微观结构测试方法取得的成就和存在的不足,混凝土微观结构与宏观力学之间的关系,以及高海拔寒冷地区混凝土冻融损伤模型以及数值模拟的研究进展。通过上述分析和总结,以期进一步完善高海拔寒冷地区混凝土抗冻耐久性的理论体系、试验和评估方法,为高海拔寒冷地区混凝土的理论研究和工程应用提供理论基础。

基于神经网络的高寒地区CF_(4)和SF_(6)/CF_(4)检测

高寒地区须携带多台仪器以满足3种不同量级SF_(6)气体中CF_(4)气体浓度的检测需求,现场运维效率低且仪器购置成本高。为此,首先设计了一种基于热释电检测技术的SF_(6)气体中CF_(4)气体浓度检测仪器,可自动选择不同的放大电阻以实现多量程切换。然后提出了BP和PSO-BP2种神经网络温度-压力协同补偿模型,并通过搭建高效模拟实验平台为模型预测提供数据支撑,预测结果表明,PSO-BP神经网络优于BP神经网络。最后将PSO-BP神经网络温度-压力协同补偿模型内置于多量程检测仪器CF_(4)气体浓度检测仪器。模拟实验结果表明,该检测仪器在不同温度和压力下,小量程和大量程检测误差和重复性分别不超过±2%和1.6%,混合比量程下误差和重复性分别不超过±0.5%和0.2%,对高寒地区电网运维检修具有重要作用。

冬奥会复杂山地建筑能耗及碳排放研究

冬奥会延庆赛区山顶出发区、竞速结束区及冬奥村建筑均为永久建筑,在冬奥会结束后仍将保留利用。考虑到该类山地建筑所处极端寒冷气候,为保障建筑功能,需要明确未来能源需求及碳排放量,以便确定能源利用方案。以3类永久建筑为例,基于2019—2021年延庆区实际气象数据,利用能耗模拟软件,分析了其全年能耗水平及碳排放量。结果显示,2019—2021年冬奥村全年总能耗为1.3×10^(6)~1.4×10^(6)k W·h,集散广场全年总能耗为4.2×10^(5)~4.8×10^(5)k W·h,而山顶雪飞燕全年总能耗为2.8×10^(5)~2.9×10^(5)k W·h。冬奥村总能耗显著高于其他两类建筑,且整体能耗较大。2019—2021年冬奥村年度总碳排放量为7.9×10^(5)~8.5×10^(5)kg CO_(2),集散广场年度总碳排放量为2.5×10^(5)~2.9×10^(5)kg CO_(2),而雪飞燕年度总碳排放量为1.7×10^(5)~1.8×10^(5)kg CO_(2)。基于上述结果,建议冬奥村优先使用太阳能光伏、地源热泵等低碳清洁能源供能,降低整体碳排放水平。

综合物探方法在高寒高海拔地区隧道不良地质体勘查中的应用研究——以玛沁隧道为例

隧道地质工程勘察中对地下岩体的破碎和隐伏断裂勘探是一项必要的工作手段。玛沁地区属典型的高寒高海拔地区,单一物探方法因存在多解性而不能较准确地表征勘查区的不良地质体发育情况。为查明玛沁隧道浅地表强分化层的厚度、隐伏断层位置及影响带、破碎软弱带及岩体完整性等不良地质体的分布情况,应用音频大地电磁法和高密度电阻率法等综合物探方法对玛沁隧道发育的不良地质体进行勘探。综合勘查区地质特征和综合物探研究成果表明,综合物探方法在高寒高海拔地区隧道勘查中不仅能够有效识别浅地表强分化层和破碎软弱带等不良地质体,而且可提高物探解释的精度。

高海拔区域复杂山地地形的风能资源评估

选择四川省凉山州某高海拔山地作为研究区域,采集并处理了该区域1个气象站1981~2015年的统计数据以及该区域内4个测风塔1年的实测数据,开展风能资源评估。研究发现,该区域局部地形复杂,海拔在3530~3950 m,面积约为40 km^(2),西南风影响较大,风能资源较丰富。通过频率分析发现该区域风向稳定,WSW方向风速和风能最大。计算该区域风功率密度为2级,属IEC II/III类风电场。另外,研究表明该区域50年一遇最大风速低于IEC标准值,但湍流指数达到IEC B类,风电机组疲劳载荷影响需要评估。该研究为高原山地复杂地形区域的风电场开发提供了科学的风能资源评估方法,也为该区域的风电场设计提出了建议。

高海拔寒冷地区机场施工扰动区植被恢复物种选择研究

为筛选出可适应高海拔寒冷地区生态环境的植物物种,促进生产建设项目施工扰动区进行水土保持与植被恢复,以泸沽湖机场为试验场地,选择雪松、滇柏、冷杉、川滇桤木、窄叶火棘、迎春、红叶石楠、金森女贞、常春藤、秋英、多年生黑麦草、冷地早熟禾、白三叶等13种乔灌草植物开展现场种植试验,通过跟踪调查植物成活率、保存率、生长情况等表现,选出适宜的机场施工扰动区植被恢复物种。结果表明:雪松、滇柏、冷杉、川滇桤木、窄叶火棘、迎春、多年生黑麦草、冷地早熟禾、白三叶等在工程施工扰动区迹地恢复具有一定的适应性;红叶石楠、金森女贞和常春藤在植被修复应用的可行性有待进一步跟踪论证;秋英可结合工程实际需要进行应用。研究成果可为后续类似项目生态恢复和研究提供参考。

高寒地区河流型湿地公园生态驳岸设计策略研究

概括了近年来生态驳岸研究概况与类型。以青海省刚察县沙柳河国家湿地公园为例,通过对沙柳河国家湿地公园驳岸空间缺乏生态性、形式缺少吸引力、功能较为单一,缺乏文化特色性等问题进行调研分析,提出了因地制宜的生态驳岸设计策略。通过生态缓冲带的设置,生态驳岸的改造,植物群落的构建以及园路设计4个方面对驳岸空间进行优化,并且根据湿地区域环境的差异设计适合高寒地区河流型湿地的生态驳岸,以期在稳固驳岸结构的同时获得可持续生态效益和景观效果,为高原寒冷地区河流型湿地驳岸的设计提供参考。

高海拔寒冷地区混凝土抗冻耐久性试验研究

高海拔寒冷地区具有海拔高、气温低、昼夜温差大等特点。在冻融循环作用下,高海拔寒冷地区混凝土结构容易发生损伤而影响建筑物使用年限,当损伤严重时甚至威胁建筑物的安全。为了研究高海拔寒冷地区混凝土的工作性能、力学性能、抗冻耐久性以及冻融损伤机理,在某高海拔寒冷地区桥梁施工项目制作了4种不同混凝土试件,开展了混凝土冻融循环试验,并对不同冻融循环次数下的高寒混凝土试件进行了核磁共振试验。结果表明:从宏观力学性能来看,高寒引气减水混凝土的抗冻耐久性表现最佳。同时,4种高寒混凝土试件的抗冻耐久性与混凝土内部的小孔(<0.01μm)和中孔(0.01μm~0.05μm)所占比例密切相关,即高寒混凝土内部的小孔和中孔所占比例越大,混凝土抗冻耐久性越好。

高寒高海拔区弃渣堆生态修复技术研究综述

川藏铁路高寒高海拔段拥有独特的生态环境和地理特征,大量隧道弃渣需要堆积,导致弃渣堆的生态修复成为川藏铁路工程建设的一大难题。基于此,本文通过大量文献整理,总结前人在高寒高海拔区的生态修复研究成果,以期为川藏铁路高寒高海拔区弃渣堆的生态修复提供思路。总体来说,要做好土壤基质保育、改良与重构,合理进行植被群落配置,综合运用生态修复技术,最终实现高寒高海拔区弃渣堆的生态修复。

单人高压氧舱对急进极高海拔地区人员肠系膜上动脉血流动力学的影响研究

目的 :研究单人高压氧舱对急进极高海拔地区人员肠系膜上动脉(superior mesenteric artery,SMA)血流动力学的影响。方法:选取由平原地区(海拔890 m)乘车前往极高海拔地区(海拔5 130 m)的健康青年男性受试者60例,随机分为对照组、低流量氧疗组和高压氧组,每组20例。进入高原地区后,对照组不作任何干预,低流量氧疗组每日通过鼻氧管供氧方式进行1次低流量氧疗(供氧流量为2 L/min,60 min/次),高压氧组每日利用单人高压氧舱进行1次高压氧治疗(增压压力为0.25 MPa,60 min/次)。分别在急进高原后第30天、第60天、第90天通过彩色多普勒超声诊断仪测量并比较3组受试者SMA主干及其1、2级分支动脉的收缩期峰值血流速度(peak systolic velocity,PSV)、阻力指数(resistance index,RI)和搏动指数(pulsation index,PI)。采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。结果:急进高原30 d时,3组受试者SMA及其1、2级分支动脉PSV、RI、PI差异无统计学意义(P>0.05)。急进高原60 d时,对照组SMA及其1、2级分支动脉PSV显著高于低流量氧疗组与高压氧组,差异有统计学意义(P<0.05);低流量氧疗组与高压氧组SMA及其1、2级分支动脉PSV差异无统计学意义(P>0.05);3组间SMA及其1、2级分支动脉RI、PI差异无统计学意义(P>0.05)。急进高原90 d时,对照组SMA及其1、2级分支动脉PSV、RI、PI显著高于低流量氧疗组与高压氧组,差异有统计学意义(P<0.05);低流量氧疗组SMA及其1、2级分支动脉PSV显著高于高压氧组,差异有统计学意义(P<0.05),但2组间SMA及其1、2级分支动脉RI、PI差异无统计学意义(P>0.05)。结论:单人高压氧舱可显著改善机体因高原氧分压降低引起的SMA血流状态变化,对急进高原人员预防缺血性肠病的发生具有积极意义。

高寒高海拔地下矿山绿色开采技术研究进展

近年来,高寒高海拔矿山建设项目日渐增多,在助力当地经济快速发展的同时,也带来了诸如破坏当地生态环境等系列问题,亟需发展一套适合高寒高海拔矿山资源开发特点的绿色开采技术。笔者结合多年高原矿山开采技术研究经验,认为应从智能采矿方法、尾矿充填、强化通风、安全监控与信息化等方面建立高寒高海拔矿山的绿色开采框架,其中采矿方法应遵循机械化、自动化、智能化的发展方向,降低工人在高原缺氧环境下的作业强度,提高劳动效率。充填工艺需解决低温环境充填料浆输送困难及充填体强度发展缓慢等问题,应发展全尾砂膏体充填技术,提高尾砂利用率,降低地表大量堆存尾砂对自然环境的影响。鉴于高原矿山氧含量不足、通风网络复杂等特点,提出分区增压补氧及按需分时调控的通风思路,并重点对工作面进行除烟降尘强化通风,改善工人的作业环境。为动态监控地表沉降位移及井下作业安全风险,需开展区域及局域地压调控技术研究,并建立高反认知及安全培训体系,持续保障高原地下矿山大规模安全开采。以上形成的高寒高海拔地下矿山绿色开采新成果,探索了高寒高海拔地下矿山绿色开采新路径,具有可行性及很强的创新性,可为其他高原矿山提供技术参考。

高海拔高寒地区富水隧道防排水施工技术分析

从自然环境和地理条件两个方面介绍了高海拔地区的特点,结合艾肯隧道工程特点,从软弱围岩加固、注浆加固施工、排水施工、衬砌加固施工等方面对富水隧道防排水设计及施工进行探究,以降低高海拔高寒地区富水隧道突涌、渗漏病害发生率,确保隧道施工安全。

西藏极高海拔地区生态搬迁安置区源网荷储系统设计方案

“源-网-荷-储”互动调控可通过源源互补、源荷互动等形式,结合电源侧不同类型间的协调互补特性、柔性负荷的灵活可调节特性和储能资源的充放电特性等,大大提高了新能源的主动消纳能力。以西藏某极高海拔地区生态搬迁安置区为例,研究源网荷储系统设计方案,解决安置区居民冬季采暖困难实际问题,提升新能源发电比例,推动当地可持续发展。

高海拔高寒地区隧道冬季施工技术研究

本文主要介绍了在国道317线雀儿山隧道施工中,由于该隧道地处于高海拔低纬度地带,冬季漫长气候恶劣,对施工人员健康和施工质量均提出了严峻考验。为保证施工人员的身心健康和工程质量,项目部对此制定了详细的供暖保暖方案,从作业区和混凝土施工等多个方面进行温度控制。通过一系列举措,不但确保了施工生产的稳步推进,而且工程质量也得到有效保障。该高海拔高寒地区隧道保暖控温等技术也为后续类似施工提供了借鉴和参考。

高寒高海拔地区植物群落的多样性与分布特征

【目的】探明高寒高海拔地区雅砻江中游段的植物群落结构及多样性,为雅砻江中游段及相似类型工程扰动区生态修复的植被配置提供参考。【方法】采用典型样地抽样调查法统计植物特征,分析雅砻江中游段不同海拔梯度植物物种组成、优势种、植物多样性指数的变化,研究海拔梯度对其植物群落结构及多样性的影响。【结果】雅砻江中游段共有植物507种,隶属105科312属,其中,蕨类植物10科16属24种,裸子植物3科9属15种,被子植物92科287属468种。海拔<2700 m,植物类型以灌草为主,物种数为103种,优势种为金合欢、华西小石积、小马鞍叶羊蹄甲、余甘子、牡荆、油橄榄、扁核木、刺悬钩子、蔷薇、火棘、蓼和黄茅;海拔2700~<3500 m的植物类型以乔灌草为主,物种数为305种,优势种为川滇高山栎、云南松、高山松、多变柯、腋花杜鹃、大白杜鹃、地盘松、白桦、丽江云杉和滇高山栎;海拔3500~<4500 m的植物类型以灌草为主,物种数为86种,优势种为长苞冷杉、大果红杉、杜鹃、冷箭竹、大箭竹、两色杜鹃和西南委陵菜;海拔≥4500 m以高山草甸为主,物种数为13种,优势种为风毛菊、红景天、侧茎垂头菊和矮金莲花。随着海拔的升高,植被多样性总体呈先升后降趋势,其中,Pielou均匀度指数(E)总体呈下降趋势,相同海拔各层级植物多样性为草本层>灌木层>乔木层;乔木多样性受海拔的影响最大,草本受其影响最小。【结论】雅砻江中游段不同海拔梯度优势种存在差异,海拔梯度对植物群落结构和多样性具有直接影响,其植被多样性随着海拔的升高呈先升后降趋势。

高海拔寒冷地区碾压混凝土大坝温控施工技术研究

在高海拔寒冷地区修建碾压混凝土大坝,海拔高、寒冷、太阳辐射强、昼夜温差大等气候条件影响,对大坝混凝土的温度控制极其不利。为保证大坝混凝土的施工质量,必须提高碾压混凝土大坝修建时温控技术水平。文章结合大古水电站施工实际,提出并实践使用了天然雪山融水冷却降温技术,配合新型保温保湿工艺,大坝温控防裂取得成功,大坝上下游面实现零危害裂缝,并在大坝取出直径219mm、长度26.2m的碾压混凝土芯样,打破了碾压混凝土坝的芯样世界纪录。根据西藏寒冷地区的特点以及坝址区特殊施工条件,大坝温度控制的成功经验可供类似工程参考。

基于冻结深度的高海拔地区隧道防寒分区

高海拔地区特殊的自然环境引发了明显的隧道冻害特征,现有隧道防冻害措施主要采用设置保温层。然而,关于保温层设置原则却没有明确规定,使得现有规范标准难以指导隧道设计与施工。基于青海省高海拔隧道资料,结合已有研究资料,提出了以冻结深度为主,地下水、冻结期为辅的寒区高海拔地区隧道防寒分区,为高海拔地区隧道保温设计提供参考。

提升高寒、高海拔地区边坡绿化效果施工技术研究

两河口水电站位于高寒高海拔地区,在自然条件下,施工开采后的边坡不利于植物生长,绿化植物的种子成活率和绿化覆盖率低,绿化效果不理想。阐述了对提升高寒高海拔地区边坡绿化效果施工技术进行的研究,通过采取切实有效的措施,显著提高了边坡绿化植物的种子成活率和绿化覆盖率,所取得的经验可为类似工程绿化施工提供借鉴。