嫩江（齐齐哈尔段）岸冰生消演变特性及热交换过程研究

发布时间：2021-05-09 22:33

　　我国中高纬度地区冬季常出现河冰、湖冰和库冰等冰情现象,冰层的生消过程会干扰周边的农业工程和生态环境。嫩江（齐齐哈尔段）冬季会出现沿岸生长的固定岸冰,分析岸冰的生消演变特性及热交换过程可为未来护岸工程与水生态系统提供参考与帮助。本研究对嫩江（齐齐哈尔段）多年岸冰冰情响应气候变化的机制进行了探究,分析了岸冰时空变化下的演变趋势;于2016-2017年冬季在嫩江（齐齐哈尔段）开展岸冰生消原型试验,得到了冰层演变过程、冰水温度场变化过程、冰温响应气温变化的滞后机制及冰水热通量传导特点;通过简单度日法与传统度日法对嫩江岸冰的生消过程进行拟合,选择了合理的冰厚预测模型;借助低温实验室探究了静冰模型试验重现野外冰层生消过程的方法及关键参数,并对气-冰-水三者之间的热交换过程进行了分析。希望本论文能为岸冰（静冰）的热力学研究提供参考与帮助,结论如下:（1）嫩江（齐齐哈尔段）多年气温呈现出逐渐变暖（每十年升高0.35℃）的趋势;风速呈现出逐渐减小（每十年减少0.1920m/s）的趋势;从1983-2013年的冰情资料发现嫩江岸冰并未发生冻结期逐年缩短的现象,历年冻结期区间为125天至165天,平均冻结期... 

【文章来源】：东北农业大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 引言
    1.1 立题依据
    1.2 研究背景及意义
    1.3 国内外研究进展
        1.3.1 国内研究进展
        1.3.2 国外研究进展
    1.4 研究内容和技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
2 嫩江(齐齐哈尔段)气候与河冰的时空变化
    2.1 嫩江(齐齐哈尔段)自然地理特征
    2.2 嫩江(齐齐哈尔段)气候的时空变化
        2.2.1 气温的时空变化
        2.2.2 风速的时空变化
        2.2.3 气压、相对湿度和日照的时空变化
    2.3 嫩江(齐齐哈尔段)河冰与岸冰的时空变化
        2.3.1 冰厚的时空变化
        2.3.2 冰物候的时空变化
    2.4 嫩江(齐齐哈尔段)岸冰生消关键影响因素
    2.5 本章小结
3 岸冰生消过程原位观测与分析
    3.1 试验区概况
    3.2 试验布置及数据采集
        3.2.1 气温及冰水温度场监测
        3.2.2 冰厚监测
        3.2.3 太阳辐射监测
    3.3 岸冰生消过程及气象因素
        3.3.1 封河日期与气温变化过程
        3.3.2 原型冰厚生消演变特性
        3.3.3 太阳辐射变化趋势
    3.4 垂直冰(水)温度场
        3.4.1 垂直冰层温度场
        3.4.2 垂直水层温度场
        3.4.3 岸冰冰温响应气温变化的滞后性
    3.5 冰水热通量
        3.5.1 垂直冰层热通量
        3.5.2 垂直水层热通量
    3.6 冰厚预测模型
        3.6.1 简化度-日模型
        3.6.2 传统度-日模型
    3.7 本章小结
4 静冰生消模型试验及关键参数确定
    4.1 试验目的
    4.2 试验方案
        4.2.1 试验光源布置
        4.2.2 温度环境控制曲线
        4.2.3 试验仪器布置
    4.3 模型试验关键参数
    4.4 试验室修正系数
    4.5 静冰室内模拟关键影响因素
    4.6 本章小结
5 静冰热交换模型试验及相关影响因素分析
    5.1 试验目的
    5.2 试验方案
    5.3 模型试验垂直冰(水)温度场
    5.4 模型试验冰水热通量
        5.4.1 模型冰层热通量
        5.4.2 模型水层热通量
    5.5 冰面覆霜对气-冰热传递的影响
        5.5.1 垂直冰温变化过程
        5.5.2 冰层热通量变化过程
        5.5.3 冰层厚度变化过程
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]黄河巴彦淖尔段冰晶体、密度和含泥量调查[J]. 张邀丹,郜国明,邓宇,李志军,李国玉,郭维东.  人民黄河. 2018(11)
[2]湖冰侧、底部融化现场观测与热力学分析[J]. 王庆凯,方贺,李志军,祖永恒,李国玉.  水利学报. 2018(10)
[3]河冰三轴压缩强度特性及破坏准则试验研究[J]. 韩红卫,解飞,汪恩良,张栋.  水利学报. 2018(10)
[4]冰封期黄河悬移质泥沙分布特性研究[J]. 全栋,李畅游,李超,赵水霞.  泥沙研究. 2018(02)
[5]冰上沉排在寒区护岸工程中应用的研究进展[J]. 汪恩良,张栋,刘春利,韩红卫,解飞,姜海强.  黑龙江大学工程学报. 2018(01)
[6]冰盖对南水北调中线工程渠道作用力物理模拟试验研究[J]. 侯倩文,冯晓波,李志军,夏富洲.  水利水电技术. 2018(02)
[7]基于神经网络理论的开河期冰坝预报研究[J]. 王涛,刘之平,郭新蕾,付辉,刘文斌.  水利学报. 2017(11)
[8]评估气候模式模拟暖北冰洋与大陆寒冬以及未来变化预估[J]. 赵宗慈,黄建斌,闻新宇,罗勇.  气候变化研究进展. 2017(05)
[9]青藏高原湖冰物候的时空变化及其影响因素[J]. 王智颖,吴艳红,常军,张鑫,彭代亮.  北京工业大学学报. 2017(05)
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硕士论文
[1]近50年来渤海海冰时空变化与气候因子关系研究[D]. 庞海洋.鲁东大学 2018
[2]嫩江（齐齐哈尔段）冰上沉排关键技术研究[D]. 张栋.东北农业大学 2018
[3]近25年阿尔泰山区冰川冰湖变化及特征[D]. 舒梅海.湖南科技大学 2017
[4]不同种类冰的厚度计算原理和修正[D]. 王昕.大连理工大学 2007



本文编号：3178144