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夏季值周总结精选(九篇)

夏季值周总结

第1篇:夏季值周总结范文

关键词:合肥;高温热浪;特征分析

中图分类号 S162 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2017)08-0167-03

随着气候变化和大城市城市化的发展,夏季高温热浪及其引发的高温健康问题已成为全世界关注的热点。IPCC第五次评估报告(IPCC,2013)指出:几乎确定的是,随着全球平均气温上升,日和季节尺度上,大部分陆地区域的极端暖时间将增多,极端冷事件将减少。很可能的是,热浪发生的频率更高,时间更长,偶尔仍会发生冷冬极端事件。合肥市近年来城市发展很快,2012和2013年均出现了历史罕见的高温热浪天气,高温热浪给市民的日常生活带来了各种不利影响,甚至还引发了死亡。因此,研究合肥城市高温热浪的特征,为政府和民众采用有效措施减轻热浪对健康影响提供科学的决策依据[1],对居民的健康和生命安全保护具有重要意义。

1 资料与方法

1.1 资料来源 本文选用安徽省气候中心整编的气候资料,统计的样本资料是1953―2016年的6―8月日最高气温≥35℃的样本。

1.2 方法 根据中国气象局的相关规定定义:日最高气温≥35℃为高温日,≥38℃为危害高温日,≥40℃为极端高温日。高温热浪的标准主要依据高温对人体产生影响或危害的程度制定。本文根据有关学者的研究[2]定义持续3d≥35℃为高温热浪,持续5d≥35℃为强高温热浪,持续3d≥38℃为极端高温热浪。

2 结果与分析

2.1 夏季高温频率分布 合肥市夏季高温的频率分布如图1所示,从图1可以看出,高温从6月中下旬开始逐渐增多,高峰主要在7月中旬至8月上旬,峰值在7月底至8月初。

2.2 高温日数年际变化 从图2可以看出,合肥市高温出现较多的时期分别为20世纪50年代末到60年代中期和90年代中期到21世纪以后。高温出现较少的时期为20世纪60年代末到到80年代后期。

2.3 高温热浪的时间变化特征 本文选取合肥市1953―2016年6―8月的平均最高气温、总高温日数和高温日平均最高气温等气象资料进行高温热浪过程分析研究。

2.3.1 夏季平均最高气温的年际变化 从图3可以看出,合肥市夏季气温偏高时期分别为20世纪50到60年代前期和2000年以后,其中1967年为33.8℃。夏季高温偏低的时期70年代初到90年代中期。说明在全球气候变暖的大背景下,合肥市夏季平均最高气温呈现倒”V”状。

2.3.2 夏季高温热浪的时间变化 合肥市总高温日数达958d,年平均总高温日数14.9d。日灯多在20世纪60、70年代和20世纪90年代中期,变化幅度大;日数偏少在70年代初期和80―90年代初;特别是21世纪以后,总高温日数明显增多。危害性高温日总计77d。极端高温日只有4d,分别发生在1959年、1967年和2003年,其中1959年出现连续2d超过40℃。合肥市1953―2016年夏季共发生高温热浪91次,平均1.42次/a,强高温热浪出现97次,极端高温热浪出现18次。另据数据分析,合肥市从1993年开始连续23年均发现高温热浪现象,可能跟城市化的加速发展和全球气候的变暖关系密切。

2.3.3 合肥市高温热浪的相对变率 从表1可以看出,合肥市1953―2016年,高温日总数从20世纪60年代开始每10a平均相对变率总体呈减小趋势,但2010年后,有个跃升,说明合肥市夏季高温日总数稳定少变。热浪总数的平均相对变率与高温日总数的平均相对变率变化总趋势一致,总体来看都呈减少趋势,但变化趋势较高温日总数偏晚,从20世纪70年代开始逐渐减少,2011年后,热浪跃增趋势更加明显。说明合肥市还是容易出现高温热浪天气过程。综上表明,2000年以来合肥市夏季高温日和热浪现象出现还是较稳定频繁的。

2.3.4 合肥市夏季最高气温变化的周期分析 Morlet小波系数实部等值线图上,正的小波系数对应偏高(多)期,负的小波系数对应偏低(少)期;Morlet小波功率谱图上,比值>1.0的部分表示通过95%置信水平检验的显著周期振荡 (阴影),比值

3 结论与讨论

(1)合肥市高温天气的出现从6月中下旬开始逐渐增多,高温天气峰值在7月底至8月初;20世纪50―60年代以及2000年以后,合肥市基本上处于一个偏热期;20世纪70年代初到90年代中期,合肥市基本上处于一个偏凉的时期。

(2)合肥市1953―2016年夏季期间年平均总高温日数14.9d,进入21世纪后,总高温日数明显增多,危害性高温日总计77d。此外,合肥市1953―2016年夏季共发生高温热浪91次,合肥市从1993年开始连续23a均发现高温热浪现象,可能跟城市化的加速发展和全球气候的变暖关系密切。

(3)高温日总数每10a平均相对变率总体呈减小趋势,2000年以来合肥市夏季高温日和热浪现象出现还是较稳定频繁的。

(4)合肥市夏季年均高温气温存在准7~8a、准3a和准2a尺度的周期变化规律,以10a以内的年际周期振荡最为显著,气温变化频率高,一般3a左右就发生一次明显的变化。

参考文献

第2篇:夏季值周总结范文

关键词:肃北;小波变换 ;气温;Morlet小波变换

中图分类号: P423文献标识码: A

引言:

气候变化及影响已成为全球广泛关注的热点。气温是重要的气象要素,它的周期性变化对本地的气候变化起到至关重要的作用,肃北蒙古族自治县地处河西走廊西部,祁连山西端,大部分位于高山地带,属西北干旱气候区,高寒半干旱气候带。气候较干燥,蒸发量大,降水集中在夏季,光照充足。春季多沙尘天气,时有寒潮活动;入夏较迟,雨热同季,降水集中,但时有伏旱,局地有洪涝;秋季气温较高,降水量少;冬季大风多,有时发生雪灾。因此,分析研究本地区的气温特征及变化趋势,对该地区气候预测,保障农业生产有着重要的意义。

资料来源于统计方法

1.1资料来源

本文利用肃北县城区观测站1973~2010年气温资料,包括:逐年平均气温、年代平均气温、四季平均气温作为基础资料。四季划分为:(3 -5月)为春季、(6 -8月)为夏季、(9 -11月)为秋季、(12 -2月)为冬季。

首先根据逐日的气温数据分别统计得到各年、以及四季的气温资料,然后对年平均气温距平数据进行连续小波变换得到小波变换的系数,通过对小波变换系数的分析就可以判别气候资料序列中所包含的不同时间尺度下的气温变化特征[5]。从而通过分析得到肃北县气温变化的周期特征。

1.2统计方法

1.2.1 线性气候倾向率方法[1]

利用spss得到线性回归方程、气温5a的滑动平均[2]。通过线性回归方程y(t)=a0+a1t(t=1,2,3…n)来拟合气温序列,a0为常数, a1为回归系数,当a1为正(负)时,表示相应的气象要素在该时段内线性增加(减弱),a1×10称为气候倾向率,其单位为气象要素单位/10a。[3-4]

1.2.2小波分析法

小波变换是时间(空间)频率的局部化分析,它通过伸缩平移运算对信号逐步进行多尺度细化,高频处时间细分,低频处频率细分,能自动适应时频信号分析的要求,小波分析优于傅立叶变换的是时域和频域同时具有良好的局部化性质。所以,近些年来被广泛的应用于气候的多尺度分析研究,并取得了显著性的效果[5-7]。本文利用小波分析理论,对肃北县38年来各气温时序变化特征和规律进行诊断分析,发现了气温变化的周期特征,这些特征对进一步探讨、研究肃北县气候变暖和变化趋势提供了一定的参考。

结果分析

2.1 年平均气温分析

通过对气温资料的统计可以看到,20世纪70年代的平均气温为6.4℃,较多年平均气温7.0℃低8.6%;80年代的平均气温为6.7℃,较多年平均气温7.0℃低4.3%; 90年代的平均气温为7.3℃,较多年平均气温7.0℃高4.3%;21世纪前10年平均气温为7.6℃,较多年平均气温7.0℃高8.6%;很明显看出从70年代到21世纪前10年气温一直在升高,而且增温的幅度在不断的提升,90年代气温较80年代升高0.6℃,90年代是20世纪最暖的10年,这与全球气温变暖的趋势一致[8],21世纪的前十年,平均气温较多年平均气温增幅达到了8.6%,总体上看气温在随着年代的变化逐渐升高。

表1.肃北县1973~2010年气温变化统计(℃)

时段

70年代平均温度 80年代平均温度 90年代平均温度 21世纪前十年平均温度 多年平均温度 多年平均最高温 多年平均最低温

年 6.4 6.7 7.3 7.6 7.0 8.4 5.6

春季 7.1 7.4 8.0 8.5 7.8 10.0 6.0

夏季 17.9 18.1 18.8 19.8 18.7 20.5 16.6

秋季 6.7 6.7 7.4 7.7 7.1 9.3 4.9

冬季 -6.4 -5.3 -4.9 -4.5 -5.3 -1.5 -8.1

2.2年平均气温变化的多尺度分析

图1a为1973~2010年肃北县逐年平均气温距平Morlet小波变换图。由图可以明显看出肃北县的年平均气温变化存在多时间尺度结构。小时间尺度存在着4~6a的周期性变化,年平均气温变化表现为四个高值期和四个低值期,1980~1983年、1989~1993年、1999-2002、 2008-2010年为气温高值期,1973~1979年、1984~1988年、1994~1998年、2003~2007年为气温低值期;大时间尺度存在着10~20a上的周期震荡非常明显,期间经历了气温低-高的交替。1992年以前年平均气温表现为低值期,1992年之后表现为高值期,4a以下的尺度,气温变化呈现出的波动较大,不够明显,因此不再做分析。

2.3春季平均气温变化的多尺度分析

图2a(略)中春季平均气温序列的线性倾向率为0.46℃/10a与年平均气温序列的线性倾向率基本相同。可以看到春季气温变化的波动性更强,这也是肃北县容易在这个时段出现霜冻、寒潮以及暴雪天气的主要原因。春季历年平均气温为7.8℃,其中高于平均值的年份有15a,低于平均值的年份有20a,1997年夏季平均气温为9.9℃,为38a中的最高值,高出历年春季平均气温27%。图中温度升高最明显的时段为1995~1997年之间,1997~2003、2009~2010年降温幅度较大,其中2009~2010年的变温幅度达到了3.5℃,为38年中变差最大的时段。2010年3月肃北县境内连续降雪,局部地方降了大雪。局部地方降雪深度达100CM以上,大雪造成的灾情为60年罕见[9]。

图2b(略)上看春季气温变化有两个较为明显的周期: 5a和14~19a。对于5a时间尺度来说,1990年前的周期比较明显。气温变化经历了低-高-低的交替:1973 ~1980年、1986 ~1990年为低值期,1981~1985年为高值期;对于14~19a时间尺度的周期变化,气温变化经历了1次交替:1995年以前为低值期,1995年以后为高值期。可以看到无论是5a,还是14a~19a,2008~2010年曲线都表现为闭合的状态,这说明未来春季气温有可能出现下降的趋势。

2.4夏季平均气温变化的多尺度分析

图3a(略)是肃北县城区夏季气温的小波系数图。从图中可以看到夏季气温变化主要存在4a、8a、19a的震荡周期。通过分析它们存在的阶段发现:4a左右周期震荡存在于1987年以前:1973~1978年、1982-1987年为气温低值期,1979~1991年为气温高值期;1998年以后:1998~2003年、2008~2010年为气温低值期,2004~2007年为气温高值期。8a周期震荡存在于1999年以前,表现为:1973~1983年、1992~1999年为气温低值期,1983~1991年为气温高值期。19a震荡周期存在一个高低交替:1994年以前为气温低值期,1994年以后气温表现为高值期。从各个尺度的气温变化趋势来看,未来夏季气温仍将持续一段时间。4a尺度情况下交替特别频繁,此处不再做分析。

2.5秋季平均气温变化的多尺度分析

从图4(略)上看秋季气温变化有两个较为明显的周期: 3~4a和17~18a。对于3~4a时间尺度来说,1986~2010年期间震荡周期比较明显。气温变化经历了低-高的3次交替:1986 ~1990年、1994 ~1998年、2003~2006年为低值期,1990~1993年、1999~2002年、2007~2010年为高值期;对于17~18a时间尺度的周期变化,气温变化经历了1次交替:1993年以前为低值期,1993年以后为高值期。3a尺度情况下交替特别频繁,此处不再做分析。

2.6冬季气温变化的多尺度分析

图5a(略)是肃北县城区冬季气温的小波系数图。从图中可以看到夏季气温变化主要存在4a、8~10a、19a的震荡周期。通过分析它们存在的阶段发现:4a左右周期震荡存在于1987年以前:1973~1978年、1982~1987年为气温低值期,1979~1991年为气温高值期;1998年以后:1998~2003年、2008~2010年为气温低值期,2004~2007年为气温高值期。8~10a周期震荡存在于1973~2009年之间,表现为:1973~1983年、1993~2001年为气温低值期,1984~1992年、2002~2009年为气温高值期。19a震荡周期存在一个高低交替:1988年以前为气温低值期,1988年以后气温表现为高值期。从各个尺度的气温变化趋势来看,未来冬季气温将进入降低趋势里。4a尺度情况下交替特别频繁,此处不再做分析。

3结论

近38a肃北城区气温呈现出不断升高的趋势。以21世纪前十年升高幅度最明显(2000~2010年),20世纪90年代次之,70、80年代平均气温均低于历年平均气温。

38a年平均气温距平趋势系数为正,说明气温随着时间具有上升趋势,1988年以前年平均气温距平大多为负值,之后年平均气温距平值为正的时间明显增多;年平均气温距平在4~6a、10~20a上的周期震荡非常明显。

四季当中,各个季节平均气温距平值均呈现出增加趋势,其中夏季平均气温序列的线性倾向率最大为0.68℃/10a,冬季次之为0.54℃/10a,春季0.46℃/10a,秋季最小为0.44℃/10a,这说明夏季气温升高最明显,其后依次是:冬季、春季、秋季。

近38年年平均气温存在4~6a、10~20a的周期震荡,春季气温存在5a和14~19a的周期,夏季气温在4a、8a、19a尺度周期明显,秋季气温存在3~4a、17~18a、两个显著周期,冬季气温存在4a、8~10a、19a三个周期。

通过对四季气温距平各个尺度的变化特征分析,肃北城区未来一段时期内,夏季气温将持续升高,春季、秋季、冬季气温有可能呈现出下降的趋势。

参考文献:

[1]卞韬, 连志鸾. 石家庄地区近46 a温度变化特征[J].干旱气象, 2008年2期.

[2]汪婷 沈玉峰 孙首华 钱钰林 1961—2008年昆山市气候变化特征[J].《气象与环境学报》2010年 第5期.

[3]徐建华.现代地理学中的数学方法[M].北京:高等教育出版社,1996:48-63.

[4]黄嘉佑.气象统计分析与预报方法[M].北京:气象出版社,2004:28-30.

[5]尤卫红,段旭,杞明辉.连续小波变换在云南近百年气温和降水变化分析中的应用.《高原气象》,1999年01期.

[6]邵晓梅,许月卿,严昌荣.黄河流域降水序列变化的小波分析[J].北京大学学报(自然科学版)2006年04期.

[7]倪林,张国栋,邹良超,肖尚斌.武汉近60年冬季气温和夏季降雨量变化的小波分析[J].《三峡大学学报:自然科学版》,2009年 第3期. 

第3篇:夏季值周总结范文

关键词:地源热泵竖直埋管综合传热系数

1概述

地源热泵是一项高效节能型、环保型并能实现可持续发展的新技术,它既不会污染地下水,又不会影响地面沉降。因此,目前在国内空调行业引起了人们广泛的关注,希望尽快应用这项新技术。现在尚未见到有关地源热泵技术设计手册供设计人员使用,但又不能等待设计手册出版后才使用地源热泵技术。笔者从实践角度对中小型地源热泵空调工程设计程序进行深讨,供同行讨论。

地源热泵技术的关键是地下换热器的设计。本文将着重探讨有关地下换热器的问题。

2地源热泵地下换热器的形式

众所周知,热泵机组的热源有空气源、水源、土壤源等。

土壤源热泵空调也叫地源热泵空调,就是在地下埋设管道作为换热器,管道与热泵机组连接形成闭式环路,管道中有液体流动通过循环将热泵机组的凝结热通过管道散入地下(供冷工况),或从大地吸取热量供给热泵机组向建筑物供热(供热工况)。

土壤源热泵换热器有多种形式,如水平埋管、竖直埋管等。这两种埋管型式各有自身的特点和应用环境。在中国采用竖直埋管更显示出其优越性:节约用地面积,换热性能好,可安装在建筑物基础、道路、绿地、广场、操场等下面而不影响上部的使用功能,甚至可在建筑物桩基中设置埋管,见缝插针充分利用可利用的土地面积。

3竖直埋管换热器型式

最常用的竖直埋管换热器就是由垂直埋入地下的U型管连接组成。

3.1竖直埋管深度

竖直埋管可深可浅,须根据当地地质条件而定,如20m、30m……直到200m以下。确定深度应综合考虑占地面积、钻孔设备、钻孔成本和工程规模。例如天津地区地表土壤层很厚,钻孔费用相对便宜,宜采用较深的竖直埋管,因深埋管的成本低、换热性能好、并可节约用地。

3.2竖直埋管材料

埋管材料最好采用塑料管,因与金属管相比,塑料管具有耐腐蚀、易加工、传热性能可满足换热要求、价格便宜等优点。可供选用的管材有高密度聚乙烯管(PE管),铝塑管等。竖直埋管的管径也可有不同选择,如DN20、DN25、DN32等。

3.3竖直埋管换热器钻孔孔径及回填材料

竖直埋管换热器的形成是从地面向下钻孔达到预计深度,将制作好的U型管下入孔中,然后在孔中回填不同材料。在接近地表层处用水平集水管、分水管将所有U型管并联构成地下换热器。

根据地质结构不同,钻孔孔径可以是Ф100、Ф150、Ф200或Ф300,天津地区地表土壤层很厚,为了钻孔、下管方便多采用Ф300孔径。

回填材料可以选用浇铸混凝土、回填沙石散料或回填土壤等。材料选择要兼顾工程造价、传热性能、施工方便等因素。从实际测试比较浇铸混凝土换热性能最好,但造价高、施工难度大,但可结合建筑物桩基一起施工。回填沙石或碎石换热效果比较好,而且施工容易、造价低,可广泛采用。

4竖直埋管换热器中循环水温度的设定

竖直埋管换热器中流动的循环水的温度是不断变化的。夏季供冷工况进行时,由于蓄热地温提高,机组运行时水温不断上升,停机时水温又有所下降,当建筑物得热达到最大时水温升至最高点。冬季供热工况运行时则相反,由于取热地温下降,当建筑物失热最多时,换热器中水温达到最低点。

设计时,首先应设定换热器埋管中循环水最高温度和最低温度,因为这个设定和整个空调系统有关。如夏季温度设定较低,对热泵压缩机制冷工况有利,机组耗能少,但埋管换热器换热面积要加大,即钻孔数要增加,埋管长度要加长。反之温度设定较高,钻孔数和埋管长度均可减少,可节省投资,但热泵机组的制冷系数cop值下降,能耗增加。设定值应通过经济比较选择最佳状态点。笔者认为埋管水温应如下设定:

4.1热泵机组夏季向末端系统供冷水,设计供回水温度为7—12℃,与普通冷水机组相同。地埋管中循环水进入U管的最高温度应<37℃,与冷却塔进水温度相同。

4.2热泵机组冬季向末端系统供水温度与常规空调不同,在满足供热条件下,应尽量减低供热水温度,这样可改善热泵机组运行工况、减小压缩比、提高cop值,并降低能耗。

我们知道风机盘管供热能力大于供冷能力,而一般建筑物的夏季冷负荷大于冬季热负荷,所以风机盘管的选型是以夏季冷负荷选型、冬季热负荷校核。采用地源热泵空调冬季供热时,可根据冬季热负荷实际情况,让风机盘管冬季也满负荷运行而反算出供热水温度,此温度要小于常规空调60℃的供水温度(大约供水为40℃左右)。将此温度定为热泵机组冬季供水温度。供回水温差取7~10℃。

地埋管中循环水冬季进水温度,以水不冻结并留安全余地为好,可取3—4℃。当然为了使地埋管换热器获得更多热量,可加大循环水与大地间温差传热,然而大地的温度是不变的,因此只有将循环水温降至0℃以下,为此循环水必须使用防冻液,如乙二醇溶液或食盐水。但这样会提高工程造价、增加对设备的腐蚀。在严寒地区不得不这样做,而在华北地区的工程中用水就可满足要求,不一定要加防冻液。

5换热面积与综合传热系数

5.1换热面积

一般换热器换热面积计算公式为:

……………………⑴

式中:

Q—换热器换热量w;

K—传热系数w/m·℃;

ΔT—对数温差℃。

5.2综合传热系数

地埋管换热器用以上公式计算很不方便,因为很难确定其换热面积。

竖直埋管换热器可以假设为“线热源”模型。引入综合传热系数进行计算,则较为简单、方便。

这里,将以某一流经地埋管换热器内的流体介质与大地初始温度每相差1℃,通过单位长度换热管,单位时间所传递的热量定义为综合传热系数K。

……………………⑵

式中:

K—综合传热系数w/m℃;

Q—换热器单位时间换热量,Q=Cm(t进-t出)W;

L—换热管有效长度m;

TP—流体介质平均温度,℃;

T进—U型管换热器进水温度℃;

T出—U型管换热器出水温度℃;

C—水比热4.180KJ/Kg·k;

m—水的质量流量kg/s;

Td—地温℃。

地温是恒定值,可通过测井实测。有关资料介绍某地地下约100米的地温是当地年平均气温加4℃左右。天津市年平均气温是12.2℃,实测天津市地下约100米的地温约为16℃,基本符合以上规律。

影响竖直埋管综合传热系数的因素有:地理位置、地质构造、埋管深度、埋管材料及管径、钻孔直径及回填材料、管中水的流速、热泵运行方式(连续运转还是间断运转)。

综合传热系数k可通过测井测得。由公式⑵可以看出,做一个地面钻孔与预计工程应用完全相同的U型竖直埋管,人为制作冷、热源,通入冷、热水,测出各个参数带入公式⑵即可计算出综合传热系数。

测井也可测出U型竖埋管出水温度T出。

综合传热系数K在系统运行初期波动值较大,系统运行一段时间后其值趋于一稳定值。我们通过实测K值波动在一个较小的范围内,在目前数据资料较少情况下可取波动平均值作为计算数据误差不会太大。

6竖直埋管地源热泵空调的设计

6.1确定设计参数与热泵机组

6.1.1计算建筑物空调夏季冷负荷及冬季热负荷。

6.1.2确定夏季冷水的供回水温度及地埋管进出水温度,进而确定机组中工质的夏季蒸发温度及冷凝温

度。

6.1.3计算冬季风机盘管的供水温度,取回水温度比供水温度低7~12℃。设定地埋管进水温度,根据测井测出的进出水温差推算出地埋管出水温度,进而确定热泵机组中工质冬季的蒸发温度和冷凝温度。

6.1.4由建筑物空调夏季冷负荷、机组蒸发温度和冷凝温度,以及冬季热负荷和冬季机组蒸发温度和冷凝

温度,就可以进行热泵机组的选型设计,或将参数提供给生产厂家,由厂家制造热泵机组。

6.1.5确定热泵机组型式(活塞机、螺杆机、蜗旋压缩机等),查出或计算出

该机组在夏季埋管水温最高时和冬季埋管水温最低时工况下的COP值。

6.2计算夏季总放热量和冬季总吸热量

6.2.1夏季竖直埋管换热器总放热量等于建筑总冷负荷加上埋管最高水温时机组消耗功率(机组消耗功率等于夏季冷负荷除以埋管最高水温时的COP值)。

6.2.2冬季竖直埋管换热器总吸热量等于建筑物总热负荷减去埋管最低水温

时机组所消耗的功率(机组消耗功率等于冬季热负荷除以埋管最低水温时COP值)。

6.3计算竖直埋管总长度

6.3.1夏季竖直埋管总长度计算

①夏季换热温差DTx8C

DTx=Tx-Td……………………⑶

式中:

Txü夏季竖直埋管内最高设计平均水温8C;

Tdü地温8C。

②夏季每米竖直埋管散热量qxW/m

qx=Kx·DTx……………………⑷

式中:

Kxü夏季综合传热系数W/m8C。

③夏季竖直埋管换热器埋管总长度Lxm

……………………⑸

式中:

Q夏—建筑物夏季总冷负荷W;

A—安全系数,取1.1-1.2。

6.3.2冬季竖直埋管总长度计算

①冬季换热温差DTD8C

DTD=Td-TD……………………⑹

式中:

TDü冬季竖直埋管内最低设计平均水温8C。

②冬季每米竖直埋管散热量qDW/m

qD=KD·DTD……………………⑺

式中:

KDü冬季综合传热系数W/m8C。

③冬季竖直埋管换热器埋管总长度LDm

……………………⑻

式中:

Q冬—建筑物冬季总热负荷W;

A—安全系数取1.1-1.2。

6.3.3确定竖直埋管换热器埋管总长度

以上计算取LX、LD二者中较大数值为本工程埋管总长度Lm。

6.4计算竖直埋管数量并确定布置形式

6.4.1竖直埋管数量计算

……………………⑼

式中:

n—U型竖直埋管个数;

H—竖直埋管设计有效深度m;

L—埋管总长度m。

6.4.2竖直埋管布置形式

结合工程场地可一字型布置、L型布置或矩阵型布置均可,根据测试结果分析,U型竖直埋管间距以5—6m为宜。

6.5确定竖直埋管水流速度与水泵选型

6.5.1确定水流速

试验显示,竖直埋管中如提高水流速度则换热量可适当增加,但增加量不与流速提高量成比例。竖直埋管中水流应为紊流状态,流速太快会增加循环水泵能量消耗,流速取1m/s左右为宜。

6.5.2确定水泵型号

流速确定后计算循环水流量及压力损失即可选择循环水泵的型号。

7结论

7.1地源热泵空调是节能、环保、对地下水无污染,并不影响地面沉降的好形式。特别是竖直埋管地源热泵更具有诸多优点,应予推广。

7.2采用土壤钻孔的综合传热系数法,可简化地源热泵的传热计算。

7.3竖直埋管地源热泵空调的设计步骤,为设计人员提供了一种设计方法,有利于提高设计速度,并减少设计失误。

参考文献

1、曾淼等,地源热泵地下U型管换热器实验研究,全国暖通空调制冷1998年学术年会《论文集》,P371;

第4篇:夏季值周总结范文

贺州市八步区地处广西东部,属亚热带气候,为南岭山地丘陵区,位于东经111°12'~112°03'、北纬23°49'~24°48',东与广东省连山、怀集、封开县为邻,南与梧州市苍梧县交界,西与广西钟山、昭平两县接壤,北与湖南江华县相毗,地处湘、粤、桂三省(区)交界处。年均气温19.9℃,日照时数1 587.3 h,降雨量1 550.3 mm,无霜期299天,非常适合芹菜种植。贺州香芹种植历史悠久,每年销往珠江三角洲的香芹达7 000 t。

传统的贺州香芹栽培一般9~12月播种,12月至翌年4月收获,如果要在夏季播种、秋季收获,必须采用“三避”栽培技术,自2000年该项技术的推广以来,得到了广大菜农的广泛认可及应用。据统计,仅2005年,八步区应用“三避”技术在夏季栽培贺州香芹面积达166.7 hm2,平均667 m2产量达2 830 kg,产值达5 000元,比露地栽培增产271 kg,增收520元,累计增收130万元,取得了良好的经济效益和社会效益。本文总结、阐述了贺州香芹的“三避”栽培技术,并分析了其推广应用效果。

1 贺州香芹对环境条件的要求

贺州香芹为贺州市八步区本地传统的芹菜品种,跟其他芹菜品种一样,需要在较冷、凉、湿的环境下才能正常生长,而且品质好、产量高。其种子适宜发芽温度一般为15~20℃,具有在低温长日照环境条件下花芽分化、开花结果的特性。因此,贺州香芹适合在保水、保肥性好、有机质含量比较丰富的砂壤土或壤土中种植。

2 贺州香芹“三避”栽培要点

2.1 温控技术破休眠,促发芽

贺州香芹具有一定的休眠期,夏季浸种不容易发芽。选用隔年种子用清水浸泡10~12 h后沥干,用干净湿棉布包好抖散,晚上置于冰箱冷藏(5~8℃)12 h,白天再拿出来放在阴凉之处,如此反复几次冷藏处理,芹菜种子即可发芽整齐。如没有冰箱冷藏设备,可把装有芹菜种子的袋子吊在离水面约0.5 m的深井中进行催芽。

2.2 “三避”技术育壮苗

采用遮阳网育苗(6~7月防高温)+小拱棚薄膜覆盖(防雨)培育壮苗+遮阳网防雨防晒的“三避”技术,选择通风、排灌方便及肥沃疏松的地块育苗,在播种前施足基肥,即每667 m2施充分腐熟的优质农家肥4 500 kg、三元复合肥45 kg;然后按宽约1.3 m,长15~18 m作成微“龟背”形育苗畦,在畦面薄撒一层过筛的细泥土;6~7月,将催好芽的芹菜种子拌适量的细沙后均匀撒在床上,盖上过筛细土后,用50%多菌灵500倍液喷洒消毒;再用竹片和农膜搭建80~100 cm高的小拱棚,在小拱棚的农膜之上覆盖稻草或遮阳网遮阳,避免夏季阳光直接晒到芹菜苗,达到避阳暴晒和避雨的目的,形成对芹菜幼苗生长有利的阴凉小气候,同时要加强管护,出苗后及时结合浇水追肥,整个苗期一般追肥2~3次,可用10%腐熟粪水或沼液加复合肥(按667 m2加复合肥10 kg计算)对水淋施,促使芹菜幼苗生长。

2.3 贺州香芹夏季田间管理

当芹菜幼苗长至5~6片真叶、高15~20 cm时就可以移至大田。大田种植地块要求为排灌方便、肥沃疏松的壤土或砂壤土。在种植前施足基肥,每667 m2施充分腐熟的优质农家肥3 500~4 500 kg,按畦宽250~260 cm、高10~15 cm起好平整的畦面,芹菜可按株行距2 cm×8 cm丛植,每丛2~3株,种植后及时淋定根水。然后用竹片或木材等按南北朝向作成平棚,棚高180~200 cm,将遮阳网覆盖在棚架上并系好,确保夏季芹菜整个生长期都能得到遮阳网的保护,创造一个比较低温、阴凉、利于芹菜生长的环境。

夏芹移栽大田后,及时进行中耕追肥,一般在移植成活至芹菜封行前进行2~3次中耕和3~4次追肥,可结合中耕,直接追施复合肥或使用腐熟干粪渣与复合肥混合均匀施于行间,也可用复合肥对腐熟粪水淋施,施后漫灌浅水。追肥的原则是前轻中重,前1~2次追肥量为总追肥量的15%~20%,第3~4次追肥量为总追肥量的70%~75%,植株封行后可追施1次速效肥,用肥量占总追肥量的10%,可喷施叶面肥。在芹菜生长中期,一般每667 m2使用农家肥2 500~3 000 kg,三元复合肥60~70 kg。在芹菜生长中后期使用磷酸二氢钾、爱多收(复硝酚钠)、绿旺等叶面肥喷施2~3次,促进叶柄伸长。

2.4 遮阳、避晒、避光软化芹菜,提高品质

夏季种植贺州香芹采用遮阳、避晒、避光方法可提高品质,当芹菜30~35 cm高即将封行时,将芹菜畦地周围培土20~25 cm,用稻草或茅草作成草苫贴围四周,这时要加强水肥管理,及时追施速效肥,促进芹菜快速生长、植株分蘖、叶片繁茂,尽早实现顶部封行,使叶柄在阴暗环境中生长,达到叶柄软化嫩白的目的。

2.5 病虫害综合防治

夏季芹菜主要虫害有菜青虫、小菜蛾、斜纹夜蛾等,主要病害有叶斑病、斑枯病、病毒病、美洲斑潜蝇等,在防治过程中按照“预防为主,综合防治”的植保方针,积极进行防治。在夏季芹菜生产中,结合芹菜田间管理改进淋灌技术,在田间地头挖水井,用抽水机抽地下水进行灌溉,这样可以有效地降低土壤温度,提高芹菜产量和品质,也可以减少水污染,减少病虫。

2.6 适时采收上市

9月初,当芹菜株高达50~60 cm、单株质量

50 g左右时即可采收上市,直至10月底。

3 “三避”技术增产效果与原因分析

3.1 典型农户种植调查

八步区贺街镇河西村郑永明农户,采用“三避”技术种植夏季芹菜1 333.3 m2,总产量6 350 kg,总产值16 510元,投入成本2 200元,获利14 310元;长利村邱和平农户,采用“三避”技术种植夏季芹菜800 m2,总产值8 640元,投入成本1 450元,获利7 190元。种植基地测产结果显示,八步区贺街镇河西、长利两村,采用“三避”技术种植夏季芹菜面积共5.3 hm2,总产量达到16.98万kg,总产值40.8万元,平均667 m2产量2 122.5 kg、产值5 100 元,比露地栽培667 m2增产271 kg、增收520元。

3.2 降低夏季田间温度、光照强度,利于芹菜生长

芹菜夏季生产过程中,采用黑色遮阳网覆盖后,可使地表温度降低9~13℃,营造了适合芹菜生长的田间小气候环境。夏季晴天光照强度可达10万~20万lx,覆盖了遮光率为70%~80%的遮阳网后,可使光照强度降到较适合芹菜生长的范围。芹菜的适宜光照强度为2万~3万lx。

第5篇:夏季值周总结范文

研究区概况

于桥水库是引滦入津工程中的重要调蓄水库,以防洪、城市供水为主,兼顾灌溉、发电等工农业生产,自1983年通水以来,每年向天津地区输送近10亿m3淡水,对天津市的社会经济发展起到了巨大的促进作用。于桥水库控制流域面积为2060km2,总库容15.59亿m3,正常蓄水位21.16m,主要接纳沙河、黎河、淋河3条河流的汇水,其中黎河和沙河在入库前10km处汇集形成果河。于桥水库流域属温带大陆大陆季风型半湿润气候,年平均降水量为748.5mm,其中汛期6~9月份的降水量约占全年总降水量的83%.

于桥水库作为天津市主要的饮用水水源地,近年来随着天津市社会经济的快速发展,工业农业排放的污染物急剧增加,水库遭受到严重的污染,水体富营养化趋势明显,控制上游及库区污染负荷,改善水生态环境已经迫在眉睫。本研究拟通过对于桥水库进行连续采样监测,获取水库水质变化机理及规律,为相关部门进行水库管理提供技术基础。

材料与方法

1.采样点的设置

考虑到库区面积较大,水质受库区条件影响在空间上分布不均的特点,故布设5个在空间分布具有代表性的库区采样点,分别为库中心(117.5084E,40.04306N),库心北(117.5043E,40.05728N),库心南(117.5076E,40.02611N),库心西(117.4881E, 40.04006N),库心东(117.5408E,40.04222N);考虑到上水库采样方案的代表性及均一性,加设峰山南为库东侧入库采样点位(.5833E,40.02639N)。

2.实验室分析

于桥水库水质监测工作每月进行两次,库中心和峰南山采样点水质常年逐月监测,其余样点集中于4-11月(降水期)集中监测。检测项目包括pH、总磷、正磷酸盐、总氮、叶绿素a、溶解氧。所涉及的项目监测及分析方法分别按照《水和废水监测分析方法》和地表水环境质量标准(GB3838-2002)中规定的地表水环境质量标准基本项目分析方法进行。

3.数据处理

采用SPSS软件对实验室监测数据项目之间进行统计分析,采用origin8.5绘制监测数据的时间变化曲线。

于桥水库pH值常年为8.5左右,属于弱碱性水体。由图2可看出,该水库pH值呈现明显的季节性变化趋势,从春季开始pH值上升,并在7月汛期来临之前达到峰值,其中2010年的峰值达到了8.95,之后水库pH值逐渐下降但仍维持在较高的水平,从11月份开始到次年的2月份pH出现波动,其中2月份出现一个小峰值。这种随季节变化的趋势主要是受气温的影响。从4月份开始气温急速上升,库区温度开始升高,造成夏季高pH的现象,此外,受到库区调水的影响,大流量的入水加速了水体的解离反应,并且大量养分的汇入,适宜的光照、温度条件,致使水体中藻类及其他浮游生物的大量繁殖,吸收消耗大量的CO2,促使水中碳酸不断分解,造成pH值明显升高。冬季出小现峰值则主要受到上游来水影响,可由同一时期峰南山监测点数据证明。

2.总磷变化分析

从近3年监测数据来看,总磷含量基本在0.05mg/L,三年平均值为0.04mg/L,达到地表水Ⅲ类标准(0.05mg/L)。水库总磷浓度依然随季节变化呈现出规律,冬季普遍较低,春季开始上升,夏季达到峰值,进入秋季总磷浓度则逐渐降低。其总变化趋势是夏季>秋季>春季>冬季。

沿水流方向分析,通过对峰南山、库心东、库心、库心西4个监测点的检测结果显示,总磷年平均含量分别为0.09mg/L,0.04mg/L,0.03mg/L,0.03mg/L,上游的总磷含量高于下游的总磷含量。这是由于上游存在多个点污染源和面污染源排放,致使上游来水总磷浓度偏高,峰值达到0.26mg/L,超过Ⅲ类标准的5倍以上。由于磷元素迁移能力较低,因此随着上游水进入库中,含磷化合物经物理、化学沉降,同时受到藻类等生物的吸收,总磷含量沿水流方向一直降低。

3.总氮变化分析

于桥水库总氮浓度常年高于1mg/L,尤其在2012年,全年平均浓度达到2.99mg/L,是Ⅲ类水质标准的3倍。监测数据显示,若不考虑2012年8-9月期间总氮异常值,总氮从12月份到次年的6月份均处于高浓度,7月份汛期开始总氮浓度呈现下降趋势,前者主要受外部调水的影响,在此期间大量浓度较低的上游来水造成总氮浓度下降,对水库中相对较高的总氮起到了一定稀释作用,之后总氮浓度下降,则主要是由于藻类等生物对水体中速效氮的不断消耗,随着汛期的到来,暴雨造成较强烈的地表冲刷,大量不同形态的氮素随着径流汇入于桥水库,造成了水库总氮水平在这一期间的上升。2012年,水库的氮污染呈现出加重趋势,特别是汛期期间,总氮浓度呈直线式升高。

4.叶绿素变化分析

5.溶解氧变化分析

于桥水库近3年溶解氧年平均值为4.04mg/L,超过Ⅲ类水标准(5mg/L)。溶解氧含量同样存在明显的季节性变化,夏季6月份开始溶解氧含量升高,且8月份达到最大值,之后呈现下降趋势,冬季12月份到次年春季5月份一直处于较低的水平。一般来讲,溶解度与温度呈负相关,然而图7数据却显示溶解氧与温度呈现正相关,因此其他因素对溶解氧的影响超过了温度的影响。这可能是由于叶绿素作为初级生产力,在夏季适宜的光照、温度条件下产生氧气的速率高于消耗的速率,致使水中溶解氧含量升高,同时由于夏季水库表层与深层水体之间的温度梯度进而造成的水流垂直交换也是增加水体中溶解氧的另一因素。由于水中溶解氧的含量是衡量水体自净能力的指标,因此可以看出夏季该水库的自净能力较强。

近些年于桥水库周边工业、农业都有快速发展,致使水库水质受到较严重的污染,特别是总氮呈现出逐年上升的趋势,主要是由于上游来水的影响,因此需加强对上游水的监测,一旦发现监测项目超标严重应停止水库调水。

从季节变化角度来看,夏季是水污染负荷指标严重超标季节,这一期间正值汛期,暴雨强烈冲刷地表,各种点污染源及面污染源产生的污染物随着径流汇入于桥水库,造成了水库急速污染。加之适宜的温度、pH值,以及丰富的营养物质又为藻类的爆发构成隐患,因此相关部门应该重视夏季水库的管理,切实保障天津市水源地的水质。

对于桥水库水质需加强监测,通过现有数据以及水质预测模型对水库进行研究,科学制定切实可行的恢复和保护措施,并为管理部门提供可靠依据。

第6篇:夏季值周总结范文

【关键词】冰雹 时空分布 分析

一、引言

冰雹是强对流天气系统引起的一种剧烈的气象灾害天气,出现范围小、时间短,但突发性强、破坏力大,常伴随狂风、强降水和急剧降温等阵发性天气过程。我国冰雹灾害频发,冰雹发生之处,常造成农业、建筑、电力、交通、通信和人民群众生命财产的巨大损失,据相关资料统计,我国每年因雹灾遭受的经济损失可达几亿元甚至几十亿元。新疆维吾尔族自治区(以下简称新疆)多山地,冰雹是境内春、夏主要灾害性天气之一,其分布特点是北疆多于南疆,西部多于东部,山脉的背风坡多于迎风坡,山区盆谷地带多于开阔区,且向东开口的喇叭形河谷地区多,盆地中心少。其中2010年9月5日,阿克苏市多个乡镇出现冰雹天气,降雹时间长达20多分钟,积雹厚度10cm,致使农业、林果业及蔬菜设施大棚严重受损,是近10年来当地损失最严重的一次雹灾。由于冰雹等强对流天气具有中小尺度特征及其发生、发展的复杂性使得预报难度较大,本文利用新疆多个观测站点近41年降雹总数进行分析探讨全疆降雹分布特征,对于今后进行中小尺度灾害性天气的预报具有一定的参考意义。

二、降雹日空间分布特征

据全疆15个观测站点统计分析,新疆1970~2010年15个观测站41年中共出现降雹数3497次。降雹次数在500次以上的有2个区,以伊犁为降雹数最多区,为975次,次值区阿克苏,为774次;降雹数在200~500次的区有4个,其乐塔拉蒙古自治州为475次,塔城、石河子、喀什分别为407、387、297次,昌吉回族自治区为103次;其余8个区(市)降雹数均在30次以下,其中降雹数最少的是乌鲁木齐和和田,仅有3次。由此可看出,新疆降雹区空间分布为由西向东减少,北疆多于南疆,盆、谷地多于开阔地。

三、降雹日时空分布特征

1.降雹日的季分布特征

新疆除了冬季(12~2月)无冰雹出现外,春、夏、秋三季均有冰雹现象,其中夏季是出现冰雹最多的季节,降雹次数约占总降雹数的63%,春季次之,约占30%,秋季出现冰雹的概率较小,约占7%;尤其在春夏之交时节,更是全疆防雹减灾重要季节。

春季降雹的空间分布与总降雹次数分布相似,大致为西多东少趋势,其中还以伊犁州为降雹多值区,向周围辐射;克孜勒苏柯尔克孜自治州和乌鲁木齐春季降雹次数为零,呈现出自中西部向东北减少趋势。

夏季是一年中冰雹次数出现最多的季节,其中伊犁、阿克苏、塔城、博州、石河子、喀什形成一个多雹区,降雹数在162~587次之间,以伊犁州为最高值中心,西南部的喀什降雹数为162次,降雹次数成放射状减少;夏季降雹数次值区为奎屯和昌吉,分别为21次和51次;南疆的和田、巴州、东疆的哈密、北疆的阿勒泰和乌鲁木齐夏季降雹数均在10次以下,而克拉玛依则无冰雹天气出现;克孜勒苏柯尔克孜自治州夏季冰雹数也仅出现4次,属降雹低值区。

秋季降雹数较少,降雹地区分布与春、夏季大致相同,伊犁州为降雹最高值区,降雹数达89次,其次是阿克苏(71次),喀什位居第三,塔城秋季冰雹数为19次,而南部和田和东部、北部的哈密、乌鲁木齐以及天山北麓的奎屯、克拉玛依、最北端的阿勒泰测站无降雹;位于新疆西部的克孜勒苏柯尔克孜自治州秋季无降雹天气出现。可见,新疆秋季降雹分布基本上也是自西向东减少。

2.降雹日的月分布特征

新疆冰雹天气通常出现在3-11月,其中6月份降雹最多,其次是5月和7月;11月份出现冰雹的机率最低,仅有4次,次少的月份是3月和10月,41年中出现冰雹的次数分别为35次和39次。

四、降雹日年际变化特征

把近41年分为1970~1990和1991~2010两个时段进行年降雹次数相比(表1),得出,多雹区伊犁州和塔城呈下降趋势,尤以伊犁下降幅度较大;其余地区降雹次数均呈增加趋势,增加幅度为2(克拉玛依)~287次(喀什),东疆、南疆及北部降雹低值区增幅较小,在7次以下。因此,在冰雹天气后20年剧增的喀什、博州、石河子、昌吉等地区,要密切关注中长期、短期天气预报,积极防范冰雹等强对流天气带来的不利影响。

五、小结

1.新疆为降雹多值区,在近41年降雹次数分析中得出,冰雹空间分布大致为西多东少现象,以伊犁州为高值中心,降雹次数达975次,然后呈放射状向周围递减,次高值区是阿克苏,达到774次,且南疆、东疆及天山北麓地区降雹次数较少,最低值为乌鲁木齐和和田,仅为3次。

2.分析新疆降雹季节性特征得出,冬季全疆无冰雹天气出现,降雹出现在春夏秋三季,分别占降雹总次数的63%、30%、7%,以夏季为降雹次数较多的季节,春季次之,秋季最少。春、夏、秋三季降雹高值中心均处在伊犁州,自西向东呈现明显减少趋势,次高值区是阿克苏。15个州(市)中,其中乌鲁木齐和克孜勒苏柯尔克孜自治州春、秋两季无冰雹天气出现,降雹只发生在夏季;克拉玛依市夏季和秋季无降雹;秋季降雹几乎为零的地区较多,除上述州(市)外,还有奎屯、阿勒泰、哈密、和田。

3.新疆冰雹天气出现在3-11月,以6月份最多(974次),其次是5月和7月,11月份最少,仅出现4次。

4.由前21年与后20年降雹次数变化分析可知,高值区伊犁和塔城呈下降趋势,降幅明显;其余各州(市)均出现上升趋势,增幅为2~287次,增幅最大值出现在喀什。今后,要提高灾害频发区冰雹等强对流的预报预警业务能力,避免和降低灾害损失。

参考文献:

[1] 易湘生. 中国冰雹灾害及其危害[M]. 人民教育出版社

第7篇:夏季值周总结范文

关键词:矿井井筒;温度调节; 数值模拟

中图分类号: TD163 文献标识码: A

0.引言

矿井井筒是地面和井下联系的重要通道,冬季气温低于一定温度时,为了设备和人员安全起见井筒必须进行防冻设计,因此井筒防冻设计有着重要而特殊的意义。再者,浅层矿井夏季易出现轻度热害,为了矿井合适的工作温度,需要进行矿井降温,因此矿井降温技术措施中井筒冷却的方法也具有非常重要的意义[1-5]。目前,人们对井筒防冻已经进行过相应的研究,不过研究一般只针对矿井井筒能否达到规范要求的设计温度,并没有考虑整个井筒内温度场和速度场的耦合变化情况。同时也没有把井口房采暖和井筒防冻这两者综合研究。综合考虑冬季的副井井口房的采暖与副井的井筒防冻和夏季的井筒冷却的设计方案暂时还没有,所以本文本着减少设备初投资、减少设备运行费用和提高矿井工作环境的原则,针对井口房冬季和夏季工况运用进行数值模拟,希望能探寻出一种最优化的综合设计方案,既能满足冬季井筒防冻又能满足夏季井筒冷却。

1.耦合传热模型

目前,对于大多数实际工程中的耦合问题都无法获得解析解,一般采用数值求解的方法。对于复杂的耦合换热问题通常会采用整场数值求解的办法。本文所研究的井筒内传热问题就属于此类流固耦合传热问题。下面就利用整场求解的办法来解决井筒处的耦合换热问题。

1.1物理模型

图1井筒三维计算模型示意图

对于副井井口房,由三个矩形组成。其中每个矩形的长宽分别为5×12m、20×8m和9×6m。井筒地面以上部分高度为8m,地面以下为7m,井筒直径为6m。井口内5×12m和9×6m处两房层高为4m, 20×8m处层高为5m。井筒耦合传热计算模型的三维示意图如图1所示。

1.2数学模型

1.2.1耦合传热问题的控制方程

建立整个计算区域的传热与流动问题的统一控制方程:

(1)

式中:φ为广义变量,可以代表u、v、w、T等变量;Γ为表示相应于φ的广义扩散系数;S为表示与φ对应的广义源项。对于动量方程,我们把压力梯度放到源项中。U为表示微元体速度矢量;为表示密度;为表示时间。

方程中,左端第一项为扩散项,第二项为对流项;方程右端第一项为扩散项,第二项为源项。由于只分析温度达到稳定以后的状况,所以简化为稳态问题,略去非稳态项,上述控制方程可化为:

(2)

1.2.2耦合传热模型的处理

井筒内的实际温度场比较复杂,它与空气及井筒材料的导热系数、矿井深度、空气流速、井道尺寸等因素有关[2]。本文主要目的是研究井筒及其周围空气的温度场分布情况。为进一步方便求解,忽略影响较小的次要因素,做以下假设:

1)假定空气和组成井筒的钢筋混凝土为均质、各向同性的固体,各热物性参数均为常数;

2)忽略空气中因水分迁移而引起的热迁移;

3)假定地表的温度不随时间做周期性变化。

1.3计算模型边界条件的描述

土壤的热物性参数、普通砂质土壤地层的土壤的导热系数为1.0~2.4W/(m.K),对于井道周围的土壤,由于长期受到空气冲刷的影响,土壤中的水分蒸发,土壤的导热系数进一步减小。对于长期运行的矿井一般取1.2~1.7W/(m.K)是相对合理的。本次计算中取土壤的导热系数1.5 W/(m.K),密度为2000kg/m3,比热容为1.6 kJ/(kg.K)。

由于影响钢筋混凝土结构热传导问题的因素很多,混凝土组成材料的成分复杂且离散性大,热工参数很难准确地给定,钢筋在钢筋混凝土结构中所占体积很小且钢材的传热系数很大,在计算构件截面的温度场时可忽略钢筋,只考虑混凝土的导热系数对温度场的影响。根据文献中的混凝土导热系数计算公式[6-7]:

图2计算模型的网格划分情况

(3)

其中为混凝土的导热系数,为混凝土平均温度。假设=60℃,故钢筋混凝土的导热系数取为:1.883W/(m.K)。钢筋混凝土的物性参数:密度为2500kg/m3,比热容为840J/(kg.K)。

1.4井筒耦合传热模型的求解方法

采用数值算法,先用数值计算前处理软件对模型进行网格划分。模型的网格划分情况如图2所示。网格划分完毕后再采用整场求解方法,对井筒内的耦合传热过程,建立统一的数学模型,使用CFD软件进行数值求解[8]。经过反复迭代及模拟方法的改进,最终得出井筒处流固耦合传热过程的数值模拟,得到井筒内空气的温度场分布情况。

2.温度调节方案设计

通过对传统矿井井口房冬季工况及夏季工况的分析,本文提出了矿井井筒温度调节一体化解决方案,即利用水源热泵系统,通过一套空气处理设备实现夏季制冷和冬季的井筒保温,夏季把室外空气处理到20℃,设定适合的冷热空气配比,同时采用CFD模拟,优化矿井内气流组织形式,实现了矿井内夏季降温的目的;冬季,把室外空气处理到35℃,通过CFD模拟分析,设计了适当的供给热负荷并开启适当的风口,实现了井口温度大于2℃为设计目的,确保冬季井筒的保温与防冻。

2.1夏季工况模拟计算

夏季工况下方案设计参数:侧面设置20个送风口,风口尺寸为:3m×2m,风口距地面0.5米,风口间距1.1米。

侧面送风口全部开启,每个送风口风量为5万m3/h,速度为2.31m/s,送风温度为20℃,冷风总风量为100万m3/h;通过门洞进入的风量为20m3/h,风速为4.61 m/s,温度为34.8℃。通过数值模拟,方案夏季工况模拟结果如图3至图6所示。

图3夏季工况矿井三维温度场分布图 图4矿井纵截面温度场分布图

图5侧面送风口中心横截面温度场分布图 图6距地面0.25m处横截面温度场分布图

通过分析以上模拟结果,夏季工况下处理100万m3/h的风量与室外20万m3/h的空气相混合,得到混风温度为24℃,气流组织和空气温度满足夏季矿井降温要求。

2.2冬季工况模拟计算

冬季工况下方案设计参数:侧面送风口开启12个,一边六个,每个送风口风量为5万m3/h,速度为2.31m/s,送风温度为35℃,冷风总风量为60万m3/h;通过门洞进入的风量为60m3/h,风速为10.85m/s,温度为-12℃。通过数值模拟,方案冬季工况模拟结果如图7至图10所示。

图7冬季工况矿井三维温度场分布图 图8矿井纵截面温度场分布图

图9侧面送风口中心横截面温度场分布图 图10距地面0.25m处横截面温度场分布图

通过分析以上模拟结果,冬季工况下处理60m3/h的风量与室外60/h的空气相混合,开启靠近两个门的12个风口,得到混风温度为高于10℃,并且井口温度控制在2℃以上,确保了井筒的保温防冻要求。

3.结论

1)本文对冬季工况下的井筒防冻与井口房采暖和夏季工况下的井筒冷却进行理论分析。然后针对本工程项目副井井口房和井筒的实际情况进行合理的简化,建立了矿井井筒三维数值模拟模型,并用对模型进行网格划分,选择适当的数值计算模型和边界条件进行数值计算,对采用不同热(冷)风口布置方式的井口房和井筒的冬季与夏季的工况进行模拟,并对模拟结果进行综合分析比较,然后依据模拟分析结果优化井口房和井筒的加热和冷却系统。优化后的模拟结果表明夏季井筒冷却系统和冬季井筒防冻系统完全可以用一套系统实现而且冷却和防冻的效果明显得到改善。所以我们建议此类型工程可采用井筒冷却和井筒防冻系统的综合设计方案即矿井井筒温度调节一体化解决方案。

2)本文对冬季工况下井筒防冻和井口房采暖进行了比较全面的理论分析和数值模拟研究。同时也对夏季工况下井筒冷却进行了理论分析和数值模拟研究。通过这些分析研究,提出了一种满足全年工况下最优化的设计方案,具有设备初投资小、设备运行费用低和矿井工作环境品质高等特点。

参考文献:

[1] 赵运超矿井冰冷降温空调系统融冰过程及降温效果研究[D] .广州:广州大学, 2008.

[2] 吴超.矿井通风与空气调节.湖南:中南大学出版社,2008:265.

[3] 刘何清.矿井降温技术研究述评.矿业安全与环保,2005(6):43~46.

[4] 卫修君,胡春胜.矿井降温理论与工程设计.北京:煤炭工业出版,2007.144.

[5] 谈丛照.对提高立井井筒防冻空气加热室外计算温度的看法.矿业安全与环保,2004(7):43~46.

[6] 时旭东,过镇海.钢筋混凝土结构的温度场[J]. 工程力学,1996,13(1):35~43.

第8篇:夏季值周总结范文

1湖泊概况和工作方法

月湖(114°15′E,30°33′N),面积0.66km2,水深(1.2±0.05)m。为了削减内源负荷,水专项课题组于2006年7月初对月湖进行了全湖底泥疏浚,清淤深度为0.8~1.0m。疏浚前月湖水体的理化环境:湖水透明度(31.1±2.4)cm,pH为8.1±0.3,ρ(凯氏氮)=(4.75±0.51)mg•L-1,ρ(总磷)=(0.49±0.01)mg•L-1,底质淤泥,w(总氮)=(4.87±0.18)mg•g-1,w(总磷)=(2.53±0.16)mg•g-1,w(有机质)=(10.11±0.55)%[6]。本文于疏浚前2005年10月,2006年1月和5月分别对月湖底栖动物群落进行了调查,2006年7月底泥疏浚后,从10月开始至2008年1月对月湖的底栖动物群落和水体环境进行了逐月的野外生态调查,全湖布设6个样点(图1)。水深和透明度分别采用常规的测深锤、Secchi盘测量。用于水化分析的水样为表层水和上覆水的混合水样,采集后置于便携式冰盒中低温避光保存,12h内带回实验室即时测定。溶氧现场固定,12h内采用碘量法测定。总氮采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定,总磷的测定采用过硫酸钾高压氧化,钼锑抗比色法测定[7]。底栖动物的定量调查用1/16m2的彼得生采泥器采集,泥样经24目/cm的筛网筛洗后置于解剖盘中将动物捡出,用10%福尔马林固定,然后进行种类鉴定、计数和称质量。挑拣底栖动物后所剩碎屑经自然风干,取3~5g于550℃灼烧3h[8],计算其损失量百分比以表征有机碎屑含量。本文采用Shannon-Wiener指数表征物种多样性:H=-∑(Pi)(log2Pi),其中Pi为物种i的个体数占总个体数的比例。相关分析在STATISTICA6.0上实现,本研究有5种环境因子(TN、TP、溶氧、有机碎屑和水深/透明度)和底栖动物群落密度数据参与分析。

2主要结果

2.1疏浚前底栖动物群落结构疏浚前的3次调查共采集到底栖动物16种,其中寡毛类7种,蛭类1种,摇蚊幼虫6种,蠓蚊1种,软体动物1种(表1)。在密度上以寡毛类占优势(均值:(1838±640)ind•m-2,69%),在生物量上以摇蚊幼虫占优势(均值:(3.35±0.91)g•m-2,49%)(图2)。本文以相对密度≥10%为标准定义优势种,优势种有霍甫水丝蚓、坦氏泥蚓和长足摇蚊,Shannon-Wiener生物多样性指数值为1.3~1.7(图2)。

2.2疏浚后底栖动物群落的逐月动态从种类组成看,疏浚后,寡毛类种类恢复较快,其中霍甫水丝蚓出现频次最高(12次)、其次为巨毛水丝蚓(11次)、多毛管水蚓(11次)和苏氏尾鳃蚓(11次)。4月份以后才出现了少量种类的摇蚊,以长足摇蚊和羽摇蚊出现频次最高(7次)。其他动物少见。总体来看,8月份种类数最少(5种),1月份种类数最多(11种),种类组成与疏浚前相似(表2),基本恢复到疏浚前水平。从现存量看,疏浚后,仅存少量寡毛类,现存量从疏浚前的(4387±885)ind•m-2降低至(80±21)ind•m-2。寡毛类成为受干扰系统恢复过程中的先锋种类,疏浚后其现存量逐步增长,至来年4月份达到峰值,密度由(80±21)增至(1010±230)ind•m-2,生物量由(0.9±0.4)增至(2±0.5)g•m-2,并开始出现少量羽摇蚊[(250±110)ind•m-2]。入夏后(6—8月)寡毛类密度急剧降低,由(1010±230)降至(83±44)ind•m-2,总密度由(1264±290)降至(210±62)ind•m-2。入秋后(9—11月),寡毛类和摇蚊幼虫密度又大幅增长,密度分别由(83±44)增至(1538±408)ind•m-2,(128±72)增至(2021±612)ind•m-2。冬季(12—1月),寡毛类和摇蚊幼虫密度维持在一定水平,分别为1300~1500和1300~1600ind•m-2,各类群生物量变化趋势与密度变化趋势基本一致,现存量基本恢复到疏浚前水平(图3)。从优势种看,疏浚后,优势种类数较疏浚前多,7月份以前,优势种以霍甫水丝蚓占绝对优势,7月份以后以长足摇蚊占绝对优势(图4)。从生物多样性看,疏浚后Shannon-Wiener指数值的季节变化与寡毛类密度的变化趋势基本一致,4月份Shannon-Wiener指数值达到1.2±0.3,与疏浚前同期水平相差无几,入夏后(6—9月),多样性指数值大幅降低至最低值0.5±0.2,入秋后(10—12月)指数值大幅上升至最高值1.5±0.1,基本恢复到疏浚前的多样性水平(图4)。

2.3疏浚后水体环境因子的逐月动态如图5所示,4、7、8、9、10月份的透明度最低,1月份透明度最高。湖水溶氧量季节波动明显,3月份最高,达到(14.8±0.7)mg•L-1,4月份急剧降低至(4.6±0.3)mg•L-1,随后至7月份维持在6.1~6.3mg•L-1,至8月份,降低至最低值(2.8±0.1)mg•L-1,随后9、10、11月份溶氧质量浓度大幅增长至6.1~8.2mg•L-1,至冬季(12—1月)升至10~12mg•L-1。湖水总氮质量浓度7月份达最低值(0.89±0.28)mg•L-1,8月份达最高值(2.30±0.11)mg•L-1,随后降低,至冬季维持在1.4~1.5mg•L-1。与总氮不同,入春后,4月份湖水总磷质量浓度出现最低值(0.12±0.02)mg•L-1,入夏后6、7、8、9月份总磷质量浓度呈急剧上升趋势,9月份达峰值(0.41±0.01)mg•L-1,入秋后,总磷质量浓度大幅降低,至冬季1月份,降至最低值(0.09±0.003)mg•L-1。底泥有机碎屑质量分数逐月变化不明显,6月份最高(42.4±3.8)%,1月份最低(32.4±3.2)%。

2.4底栖动物群落与环境的关系对底栖动物优势类群(寡毛类、摇蚊幼虫)密度、生物多样性与环境因子的相关分析表明:底栖动物密度、生物多样性与湖水透明度、溶氧呈显著正相关,与水体营养水平(TN、TP、有机碎屑)呈显著负相关(P<0.05)。其中,寡毛类密度与溶氧、总磷均显著相关;摇蚊幼虫密度与溶氧、透明度/水深、总氮、有机碎屑均显著相关;总密度与溶氧、透明度/水深、总磷、有机碎屑均显著相关;生物多样性与总氮、总磷、溶氧均显著相关(P<0.05)(表3、图6)。

3讨论

月湖疏浚导致生存于底泥约20cm深处的大型底栖动物基本消失,仅存少量寡毛类。寡毛类的种类多为世界性分布,适应环境能力强,此外,具有很强的再生能力,因此,通常成为受干扰系统恢复过程中的先锋种类[5,9],本研究中,疏浚后至来年春季,霍甫水丝蚓成为先锋种,大量生长繁殖,入夏后,其密度又大幅降低,直到10月份以后才恢复到先前的水平,寡毛类的季节动态表姜苹红等:月湖底泥疏浚后底栖动物群落的恢复及其与环境的关系现为,春季和秋冬之际出现2个密度高峰,这一结果与龚志军在东湖的研究结果吻合[10],分析认为其数量变化与动物的生命周期(繁殖、生长和死亡)密切相关,据报道,东湖霍甫水丝蚓在春季繁殖期后随即死亡,导致夏季数量急剧降低。而摇蚊幼虫的密度分布一般呈明显的季节变动,这种变化与环境温度及其生命周期密切相关[10-11],有研究表明羽摇蚊幼虫具低温季节向深层迁移的习性[11],月湖疏浚后至来年4月份才开始出现羽摇蚊,可能与春季气温回升有关。长足摇蚊在秋冬季节出现密度高峰,原因在于从夏末到深秋这段时间为其主要生长期,冬季生长基本停止,因此密度维持在一定水平[10]。从多样性看,月湖疏浚后底栖动物的多样性主要由寡毛类种类数的多寡决定,夏季,多样性较低与寡毛类种类数较少有关。关于底栖动物群落和水体环境因子的关系,根据以往研究,水体富营养化程度越高,营养盐对底栖动物的影响越显著[12-14],且在污染型湖泊中,霍甫水丝蚓、长足摇蚊等富营养化湖泊常见优势种的密度与水体氮、磷含量通常呈显著正相关[15-19],而本研究得到相反的结果,究其原因在于:疏浚后,月湖水体氮、磷质量浓度显著低于疏浚前,且季节变幅较大(总氮质量浓度为0.89~2.3mg•L-1,总磷质量浓度为0.09~0.41mg•L-1),可作推测,疏浚后短期内水体内部的氮、磷物质交换与化学平衡尚未达到稳定状态,且在富营养化程度较轻的情况下,底栖动物密度往往与营养盐含量的相关性不明显[20],因此,如上所述,疏浚后月湖底栖动物密度的季节变化主要由动物自身生命周期的季节性和环境温度决定。从多样性和环境的关系来看,根据物种多样性的单峰分布理论[21],即在中度营养水平的生境中具最高的物种多样性,物种多样性在中—富营养水体中随营养程度增加而降低,疏浚后,月湖底栖动物多样性随水体营养水平的升高呈显著下降趋势(P<0.05),在其他一些氮、磷含量较高的湖泊中,亦发现相同的规律[10,19,22-23],这在一定程度上佐证了疏浚后的月湖营养水平已达到中-富营养。

第9篇:夏季值周总结范文

关键词 气温;变化特征;新疆奇台;1981―2015年

中图分类号 P423 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)10-0216-03

奇台县位于新疆维吾尔自治区东北部,天山北麓,准噶尔盆地东南缘,奇台县有“两山夹一盆”之说,地势南北高,中间低,呈马鞍型。奇台县境南部是天山山脉,东西走向,县境北部有北塔山,属阿尔泰山山系,东南走向。奇台县属中温带大陆性干旱半干旱气候,夏季炎热,冬季寒冷,四季分明。

气候变化是全球变化的核心问题和重要内容,其突出表现为全球变暖,IPCC第5次评估报告指出1983―2012年是北半球自1400年以来最热的30年[1]。国内外学者针对这一气候问题都进行了大量研究,刘德祥等[2]、任国玉[3]研究表明,全球变暖将导致雪盖面积减少,海平面上升,将导致降水量的时空分布发生变化,水循环和降水时空格局的变化将有可能进一步导致水资源、生态系统状况发生变化,造成旱涝等自然灾害的频发。罗群英等[4]、任美愕[5]、朱大威等[6]研究表明,气候变暖对工农业生产,社会经济发展和政治格局等产生深远的影响。张明庆等[7]研究表明气候变暖可能使降水、气温等出现极端事件的次数增多,导致洪涝、干旱灾害的频次和强度增加。与全球变暖关系密切的一些极端事件,如厄尔尼诺、干旱、洪水、热浪、雪崩和风暴、沙尘暴、森林火灾等,其发生频率和强度可能会增加[8]。

该文利用奇台县1981―2015年的逐日气温资料,通过趋势分析法和EOF自然正交分解法详细分析了奇台县近35年年最高温度、最低温度季节变化及平均温度的时空变化特征,以为当地更好地开展深层次气象服务提供科学依据。

1 四季平均最低温度时间变化特征

从图1可以看出,春季最低温度在波动中平稳下降,35年降温2.8 ℃,尤以2007年以后下降趋势显著,春季最冷的是2011年,温度是-31.7 ℃。夏季升温趋势明显,35年升温1.8 ℃,最近10年是升温最为明显的10年,2007年最低温度达到了最高值5.7 ℃,可见在夏季升温还是比较明显的。秋季最低温度在波动中平稳上升,35年升温0.2 ℃,秋季最暖的一年是2015年,温度为17.2 ℃。冬季最低温度升温很明显,35年增温1.9 ℃,在冬季升温还是比较明显的。

2 四季平均最高温度时间变化特征

从图2可以看出,春季(3―5月)最高温度35年降幅1.5 ℃,存在着降温趋势,春季最冷的一年是2011年,温度是-15.8 ℃,与最冷最低温度时间一致。在夏季(6―8月),夏季升温显著,35年增幅2.8 ℃,最近5年平均最高温度是20 ℃,而1981―1985年平均最高温度只有17.8 ℃,温度呈现显著上升的趋势。秋季温度35年来波动上升的,35年增温幅度是0.6 ℃,秋季最暖的一年是2015年,温度是33.4 ℃。冬季的增温趋势在四季中是最明显的,35年增幅3 ℃,尤其是2003年之后,温度显著上升。

3 奇台地区四季平均温度的时空变化特征

为了比较温度年际和年代际分量的时空变化特征,经比较再分析资料对观测资料年际和年代际变化特征的再现能力,对1981―2015年去线性观测温度距平进行自然正交分解(EOF)。

3.1 奇台地区春季平均温度的EOF分析

利用EOF方法对春季(3―5月)奇台地区平均2 m温度的距平资料进行分析,前4个模态的方差贡献分别为28%、18%、10%、8%,这里主要讨论第一模态。从EOF分析第一模态空间型上(图3a)可看出,春季奇台在44.4°N以北东西部平均温度为反位相分布,第一特征向量的时间系数曲线(图3b)没有明显的年代际变化特征,在2002年出现时间系数最小值点(-11),2010年开始时间系数由正值变化为负值。

3.2 奇台地区夏季平均温度的EOF分析

利用EOF方法对夏季(6―8月)奇台地区平均2 m温度的距平资料进行分析,前4个模态的方差贡献分别为17%、14%、13%、10%,这里主要讨论第一模态和第二模态。从EOF分析第一模态空间型上(图4a)可看出夏季奇台从南向北平均温度是冷暖冷分布,第一特征向量的时间系数曲线(图4b)没有明显的年代际变化特征,在1985年出现时间系数最大值点,值为8,2010年开始时间系数由正值变化为负值。EOF分析第二模态表示奇台平均温度从南向北是负正负分布,时间系数曲线存在明显的年代际变化特征,3年为一个周期(图4c、d)。

3.3 奇台地区秋季平均温度的EOF分析

利用EOF方法对秋季(9―11月)奇台地区平均2 m温度的距平资料进行分析,前4个模态的方差贡献分别为34%、14%、11%、9%,这里主要讨论第一模态。从EOF分析第一模态空间型上(图5a)可看出,秋季奇台从西向东平均温度是冷暖分布,冷中心位于44°N,89.5°E,暖中心位于45.2°N,92°E,第一特征向量的时间系数曲线(图5b)1981―2006年存在明显的年代际变化特征,9年为一个周期;在1989年出现时间系数最大值点,值为12。

3.4 奇台地区冬季平均温度的EOF分析

利用EOF方法对冬季(6―8月)奇台地区平均2 m温度的距平资料进行分析,前4个模态的方差贡献分别为26%、19%、13%、12%,这里主要讨论第一模态。从EOF分析第一模态空间型上(图6a)可看出冬季奇台表现为全县一致性变化,从西向东平均温度是暖冷分布,暖中心位于45.2°N,89°E,冷中心有2个,分别位于43.4°N,90.5°E和45°N,92°E,反映全县为一致的增温或降温。第一特征向量的时间系数曲线(图6b)没有明显的年代际变化特征,从1987―1996年出现稳定期,在2008年出现时间系数最大值点,全县偏暖;在1985年出现时间系数最小值点,全县偏冷。

4 结论

(1)奇台县各季温度自1981年以来都是波动中上升的,近10年,夏、秋、冬季节升温尤为明显。只是上升趋势各季节有所差别,结合最低温和最高温来看,总体升温趋势最明显的是冬季,其次是夏季、秋季。

(2)奇台县年平均最低温度是在波动中升高的,具有明显的季节性,冬季增温幅度最为明显,其次是夏季、秋季。

(3)奇台县最高温度为增加趋势,增温幅度和升温趋势远大于最低温度,季节变化上与最低温度相同,都是冬季增温幅度最大,其次是夏季、秋季。

(4)由EOF分析第一模态等表明,春季奇台县在44.4°N 以(下转第223页)

北东西部平均温度为反位相分布;夏季奇台县从南向北平均温度是冷暖冷分布,而第二模态中奇台平均温度从南向北是负正负分布,时间系数曲线存在明显的年代际变化特征,3 年为一个周期;秋季奇台县从西向东平均温度是冷暖分布,且从1981―2006年存在明显的年代际变化特征,9年为一个周期;冬季全县为一致的增温或降温。具有明显的地域差异,在4个季节中45°N,92°E都为明显升温中心。

5 参考文献

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