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。     

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     

冰盖条件下桥墩局部冲刷研究进展

冬季,寒冷地区的河流会出现冰盖或冰塞现象。冰盖的存在使水流湿周增加,流速剖面与明流条件下完全不同,最大流速出现在河床表面和冰盖底部之间,具体位置取决于河床和冰盖的相对粗糙程度。因此,冰盖条件下桥墩局部冲刷过程不同于明流条件下的局部冲刷过程。明流条件下的桥墩局部冲刷是国内外学者研究的热点问题之一,但关于冰盖条件下桥墩局部冲刷的研究工作却非常有限。在简要回顾明流条件下桥墩局部冲刷研究成果的基础上,对冰盖条件下桥墩局部冲刷的研究成果进行了综述和讨论,并提出了今后的研究方向。     

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。     

冰盖下桥墩局部冲刷新型防冲组合结构试验研究

河流冰盖的形成改变了桥墩周围的水力特性,导致桥墩局部冲刷加剧。基于动床冲刷,在冰盖及明流条件下进行了螺纹式减冲索与钩环式护圈组合的新型防冲结构室内模型试验,探究其对桥墩局部冲刷的防冲效果。试验结果表明：新型防冲组合结构改变了桥墩的局部冲刷模式,延缓了冲刷过程;通过极差分析与方差分析可知,螺纹直径为6.0 mm、螺纹角为15°、螺纹排数为3的新型防冲组合结构的防护效果最优;与无防护工况相比,在粗糙冰盖条件下新型防冲组合结构桥墩最大冲刷深度减小了59.03%;螺纹式减冲索增大了桥墩表面的粗糙度,可以更好地削弱下潜流和分离墩前迎面水流,从而达到有效防冲的目的。     

库区河道河相关系特性与糙率研究

在实测资料的基础上,对水库库区三角洲河道水力几何形态的特征,沙纹、沙垅的消长,水流阻力的变化及水温对水流阻力的影响等进行了初步分析,建立了沙垅阻力、总阻力、冰期阻力与水流强度间的关系.通过对某水库实测河床形态与阻力资料的检验,这些关系得到比较满意的验证.     

黑龙江防凌爆破试验研究

炸药爆破冰盖或冰坝是防凌减灾的重要手段,确定爆破坑半径同炸药用量、冰盖厚度等相关影响变量的关系是有效实施爆破的前提。通过黑龙江上游江段现场防凌爆破试验研究,提出了防凌爆破的可靠方法和关键技术,建立了表达黑龙江冰凌爆破中冰盖厚度、冰下水深、炸药用量同爆破坑半径之间关系的公式。新公式预报的爆破坑半径值和实测值平均相对误差在8.5%以内。同已有的研究成果比较,本文论证了冰下水深对爆破坑半径的影响,所提出的爆破坑半径公式不仅适应于冰盖厚度小的河流,也适合高寒地区冰盖厚、强度大、水深浅的天然河流,且预报精度较高。研究成果应用到2015—2016年开河前黑龙江上游漠河江段防凌爆破中,确保该江段开河期间未发生冰塞和冰坝凌汛灾害。     

南水北调中线工程总干渠冬季大流量输水水温调控措施

为保障南水北调中线工程冬季输水安全,利用建立的总干渠全线一维水温模型,针对 350、280、210 和150?m3/s?这 4 种不同输水流量方案,模拟分析各方案在强冷冬、冷冬、平冬和暖冬等典型冬季气象条件下总干渠冬季输水保温效果,在此基础上提出总干渠冬季无冰盖大流量输水水温调控措施。结果表明：针对不同典型冬季气象条件,在有限条件下采取无冰盖大流量输水调度运行方式,可不同程度缩短输水流动时长、减少沿程水体热量损失,从而达到保温效果;在各典型冬季年份气象条件下,随着总干渠输水流量增大,沿程水温比降相应减缓,明渠末端水温相应提升;在冬季气象条件适宜情况下,总干渠冬季采取无冰盖大流量输水水温调控措施,既有利于减小水温降幅,同时也可有效解决冬季输水能力受限问题;建议根据总干渠中短期气温预报和水温预测情况,在冷冬、平冬和暖冬等典型冬季气象条件下尽可能采取较大输水流量输水模式,在强冷冬气象条件下可分时段、分渠段采用无冰盖大流量输水模式。