水库冰盖生消规律初探

黑龙江省青岗县胜利水库对水库天然冰场冰盖的生成与消失进行了十年观测,通过分析计算,提出了冰盖的板块结构及冰体的漂移运动特性。实测资料表明,冰压力场沿库深呈桃形分布.最大冰压力产生在0.25～0.45m深处,连日升温天气会产生较大压力,最大冰压力可达0.55MPa。冰盖的破碎消失称开库,当正积温达到一定值时即冰盖全部消失。开库分文开、武开两种形式。文开要求正积温在200～250℃,当正积温达130～150℃且遇5级以上大风可能发生武开,开库日期一般在4月24日左右。初步认识到冰盖的活动规律,为水库防冰害和工程管理提供了参考。     

南极科考队伍中的特殊队员一我国南极科考首次运用智能机器人技术

在即将开始的第24次南极科考中，“冰雪面移动机器人”和“低空飞行机器人”将作为两名特殊队员，加入这次探险，主要任务是测量南极冰盖边缘运动，探知全球气候变暖对南极冰盖的影响等。据悉，这是我国在南极科学考察活动中，首次运用智能机器人技术，将对极地机器人今后的研制起示范作用。该机器人是由中国极地研究中心联手中科院沈阳自动化研究所、北京航空航天大学共同研制。     

水库冰冻期冰内温度的模拟

根据对某水库冬季气象资料的研究,建立了适用于水库冰盖内温度的数值模型并采用有限元方法求解,通过典型算例进行验证及误差分析,模拟结果显示了随着时间的变化冰冻期内部温度的变化规律,其结果符合实际情况.该模型易于编程实现,精度较高,可推广应用到其他水库的冰温计算场合.     

PIV技术在冰盖下复式断面渠道流速测量中的运用

在测定冰盖下复式断面流场、流速的模型试验中,水体中的运动粒子是重点研究对象。粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术已在水力学研究领域得到普遍应用,但该技术在冰盖下复式断面渠道模型试验的应用为国内首次。基于试验特点,设计砖砌混凝土的循环水箱,采用变频器配合水泵、流量计实现对流量的定量控制,对不同流量下不同断面的流场、流速进行测定,采用PIV技术对水体中运动的粒子的位移场进行具体分析。试验结果表明,PIV分析结果能够直观反映流场中的状态,且可以避免测量盲区,其所测的流速与多普勒超声测速仪测得值吻合较好,并给出了横向流速分布图,弥补了传统方法无法获得冰盖下的流场分布的难题。     

基于分形理论的冰下水流流速垂线分布研究

冰下水流流速分布是冰凌生消、泥沙输移、河床演变及冰期输水的重要参考依据,基于分形理论,在前人的研究基础上,研究了冰下水流流速垂线分布规律。结果表明,依托明渠水流的若干成果,从分形理论出发,基于Einstein假定,可推出已有冰下不同形式的流速垂线分布公式;理论分析认为,冰下分区水流流速分布近似镜像,均具有分形特征,可用双对数公式表达,实测结果证明,对于弯曲河道,水流核心区流速分布均匀,并不服从对数分布,公式在运用时需考虑适用性或引入因子项;稳封期,冰盖区水流流速分布的分维值大于河床区,流速分布更均匀,而在弯道卡冰区域,由于弯道冰下水流结构的复杂性,河床区水流流速分布的分维值无规律。对冰下水流流速的研究,拓展了分形理论在水流流速垂线分布研究方面的应用成果,概化的冰下水流结构,对工程运用有一定借鉴意义。     

南极暗藏巨量甲烷或加剧全球变暖?

全球变暖一直备受学界和公众关注。2012年8月29日出版的《自然》杂志发布了一项最新研究成果——在南极大陆冰盖下方暗藏21000亿吨的有机碳。这些有机碳很有可能是被微生物转化成了二氧化碳和甲烷。随着气候变暖趋势的继续,南极大陆冰盖正持续消退,而一旦这一趋势持续,这些甲烷极有可能会被重新释放进入大气层。作为一种强效的温室气体,南极的甲烷可能加剧全球变暖的趋势。     

南极奇观

南极大陆,高大,冷酷,纯洁,美丽,神秘莫测,桀骜不驯。南极真是高得出奇,有2350米,犹如一个巨人。然而它又是最低的大陆。南极大陆上的本特莱冰下槽谷,在海平面以下2500多米,比北冰洋的平均深度还要深两倍多呢!这是由于在巨大冰盖的重压之下,大陆地壳产生了向下弯曲的缘故。南极大陆冰盖也是地球奇观之一。这是几千年以前形成的。它不     

寒冷地区水电站结冰盖运行渠道设计

寒冷地区水电站引水渠道在低温冰冻的影响下,会丧失输水功能,造成水电站无法正常发电,文章提出寒冷地区水电站结冰盖运行渠道设计。依托上游水库新建渠道工程,根据引水渠道结冰盖的设计条件,采取土渠梯形断面雷诺护垫护坡型式设计寒冷地区水电站结冰盖运行渠道结构。渠道运行结果表明,设计结冰盖运行渠道与输排冰运行渠道在来水条件相差不大的情况下,设计渠道每年在运行中可以发挥较好的发电效益。     

黄河内蒙古段冰盖厚度模拟

基于原型观测数据对黄河内蒙古段的冰盖厚度进行模拟,通过引入Colburn类比法计算冰盖下的热通量,在热力学方程中引入河流流量、水流流速、水位河道坡降、冰盖糙率等因素,改进基于Stefan公式的度日法冰厚计算模型。采用巴彦高勒至头道拐河段4个测站的原型观测数据率定该冰厚计算模型的相关参数,并通过气温、水温数据进行冰厚计算。结果表明：改进后的冰厚计算模型在计算结果的精度上达到1.97％,相比于Stefan模型的14.99％、统一度日法模型的4.77％、动水冰厚辐射冰冻度日法模型的14.98％,精度上有所提升,冰厚变化趋势与现场原型观测趋势一致;根据累积气温值与气温序列特征分析2006—2017年的头道拐测站气温数据,提取冬季累积气温值最大的2009—2010年进行冰厚计算,模型计算结果精度为734％。[JP]改进模型在正常天气条件和极端天气条件下的冰厚计算结果均保持较高的精度,研究结果可为极端天气条件下研究区的冰厚计算提供理论依据。