高寒地区冬季渠道输水防冻结施工技术

渠道输水是跨区域长距离调水最有效的手段,可以将水从水源地输送到缺水地区,满足地区的生态系统需要。但在新疆、西藏等高寒地区,渠道输水在冬季易受冰冻灾害影响,冰盖、冰塞堵塞渠道,减小输水流量,严重影响了过流能力。本文研究出高寒地区冬季渠道输水加热装置,该系统配备发热电缆加热系统,利用电能将电缆加热系统中的发热电缆加热,从而防止渠道中的水结冰,最后通过渠道现场试验,验证装置的可行性。

电容层析成像技术应用于冰水两相测试研究

采用电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)方法研究冰水两相系统中冰在水中的运动和冰锋面的移动等。研究过程中,先采用传统的闭合电极电容层析成像传感器,即电极布置于被测管道某一截面的外侧一周,得到被测截面的冰-水分布,以及冰在水中的运动轨迹。之后,为研究冰锋面的迁移情况,针对测试件的特殊结构设计了新型非闭合电极电容层析成像传感器,即沿容器高度上布置了几组电极,每组电极两两相对。当冰锋面浸没过某一对电极时,该对电极电容值迅速减小,因此采用这种布置方式可以获得冰锋面的运动。采用电容层析成像这种非接触测量方式可以获得冰在水中的移动及冻结情况,为进一步研究冻土中的复杂现象提供新型测试手段。

中央空调水系统并联冷冻水泵流量和扬程的选取及分析

以实际工程为例,利用简化模型从理论上推导出中央空调冷冻水循环水泵多台并联运行时,水泵参数的选样原则。阐述了水泵扬程选取过高,是系统低负荷、水泵单台运行不稳定、效率低、甚至烧毁电机的主要原因。

青藏高原典型多年冻土区的一维水热过程模拟研究

了解多年冻土内部的水热过程对寒区工程规划和建设的辅助决策具有重要意义.冻土的水分迁移与温度变化密切相关,然而传统的经验模型局限性大,对水热物理过程考虑不足;陆面过程模型所需的驱动数据多且很难准确模拟深层土温,尽管数值模型在工程上应用的比较多,但很少应用到冻土的演化过程中.基于非饱和土壤渗流和热传导理论,实现了冻土水分场与温度场的水热耦合数值模拟.以唐古拉综合观测场为例,将数值模拟结果与观测数据进行对比,验证水热耦合数值模拟的有效性.结果表明:模型对土壤温度模拟效果较好,15 m以上R^2在0.88以上,RMSE在1℃以内;水分模拟尚可,但仍存在一定误差,R^2在0.7以上,RMSE在7.65%以内.模拟的活动层厚度约3.6 m,年平均地温所在的深度约为15 m,与实测值基本一致.该水热耦合模型可用于研究多年冻土区土壤水热变化规律.

冻土水文研究进展

冻土改变了区域水热条件、产汇流过程、产流量多寡及年内/际变化,冻土水文成为寒区生态—水文过程的核心环节。系统总结了国内外冻土水文研究进展,包括冻土水热传输特征,特殊的产汇流过程,流域尺度水平衡,以及各种水热传输物理模型和流域尺度水文模型。未来冻土水文的发展应在数据和方法积累的基础上,进一步探索产汇流过程机理,并建立完善的分布式冻土水文物理模型,定量探索冻土变化对区域/流域水资源和生态的影响。