[1]江浩源,王正中,孟晓栋,等.高寒区输水渠道渠基蓄热增温防冻胀技术原型试验[J].水利与建筑工程学报,2022,(05):9-16.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2022.05.002]
点击复制

高寒区输水渠道渠基蓄热增温防冻胀技术原型试验()
分享到：

《水利与建筑工程学报》[ISSN:1672-1144/CN:61-1404/TV]

卷:
期数:
2022年05期
页码:
9-16
栏目:
出版日期:
2022-10-31

文章信息/Info

作者:
江浩源1; 2; 王正中1; 2; 3; 孟晓栋1; 2; 王羿4; 谭志翔1; 2; 葛建锐1; 2
1．西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心，陕西杨凌712100；2．西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室，陕西杨凌712100；3．中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室，甘肃兰州730000；4．南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏南京210024
关键词:
高寒区渠道; 冬季输水; 蓄热增温; 风光能利用; 防冻胀; 原型试验
分类号:
ＴＶ698.2＋6
DOI:
10.3969/j.issn.1672-1144.2022.05.002
摘要:
冬季输水渠道衬砌板在基土冻胀和冰压力双重作用下，在行水位及其上部易发生开裂、折断等破坏，目前还未有利用太阳能或风能等绿色能源进行渠基主动、低碳增温的防冻胀技术。为此，研发了由抛物面聚光槽、集热管、太阳追踪器、散热通道、碎石槽蓄热体与散热空气循环风机组成的渠基风光能蓄热增温系统，其散热通道采用紧贴渠坡衬砌布置和碎石槽底部布置两种形式。通过北疆某渠道工程的现场安装与温度监测，分析了该技术的增温效果与适用性。结果表明：渠基风光能蓄热增温系统可有效提升土温，削减冻深，具有良好的工程防冻胀应用效果，可为寒区渠道冬季输水以及渠道升级改造提供技术支撑。

参考文献/References:

［1］　王正中，江浩源，王　羿，等．旱寒区输水渠道防渗抗冻胀研究进展与前沿［Ｊ］．农业工程学报，2020，36（22）：120-132．
［2］　宋　玲，欧阳辉，余书超．混凝土防渗渠道冬季输水运行中冻胀与抗冻胀力验算［Ｊ］．农业工程学报，2015，31（18）：114-120．
［3］　葛建锐，王正中，牛永红，等．冰盖输水衬砌渠道冰冻破坏统一力学模型［Ｊ］．农业工程学报，2020，36（1）：第5期　　　　　　　　　　江浩源，等：高寒区输水渠道渠基蓄热增温防冻胀技术原型试验1590-98．
［4］　刘国强．长距离明渠冬季安全输水模式和措施探讨［Ｊ］．人民珠江，2015，36（4）：102-106．
［5］　穆祥鹏，陈文学，郭晓晨，等．高纬度地区渠道无冰盖输水的冰情控制研究［Ｊ］．水利学报，2013，44（9）：1071-1079．
［6］　穆祥鹏，曹　平，陈文学，等．冰期宽浅式渠道无冰盖输水技术及冰水二相流水力调控影响因素研究综述［Ｊ］．水电能源科学，2016，34（12）：132-136．
［7］　宋　玲，余书超．寒区冬季输水渠衬砌的冻胀破坏及防治措施研究［Ｊ］．中国农村水利水电，2009（6）：96-97，100．
［8］　王　羿，王正中，刘铨鸿，等．寒区输水渠道衬砌与冻土相互作用的冻胀破坏试验研究［Ｊ］．岩土工程学报，2018，40（10）：1799-1808．
［9］　王正中．梯形渠道砼衬砌冻胀破坏的力学模型研究［Ｊ］．农业工程学报，2004（3）：24-29．
［10］　江浩源，王正中，刘铨鸿，等．考虑太阳辐射的寒区衬砌渠道水－热－力耦合冻胀模型与应用［Ｊ］．水利学报，2021，52（5）：589-602．
［11］　李甲林，王正中．渠道衬砌冻胀破坏力学模型及防冻胀结构［Ｍ］．北京：中国水利水电出版社，2013．
［12］　江浩源，王正中，王　羿，等．大型弧底梯形渠道“适缝”防冻胀机理及应用研究［Ｊ］．水利学报，2019，50（8）：947-959．
［13］　黄国兵，杨金波，段文刚．典型长距离调水工程冬季冰凌危害调查及分析［Ｊ］．南水北调与水利科技，2019，17（1）：144-149．
［14］　穆祥鹏，陈文学，刘　爽，等．南水北调中线干渠冰期拦冰索水力控制条件研究［Ｊ］．中国水利水电科学研究院学报，2018，16（2）：90-97．
［15］　刘孟凯，关　惠，黄明海．封冻期渠系运行方式［Ｊ］．南水北调与水利科技（中英文），2020，18（4）：195-201．
［16］　刘孟凯．南水北调中线工程总干渠冰期输水调控仿真研究［Ｊ］．农业工程学报，2019，35（16）：95-104．
［17］　鲍恩财，曹晏飞，邹志荣，等．节能日光温室蓄热技术研究进展［Ｊ］．农业工程学报，2018，34（6）：1-14．
［18］　凌浩恕，陈　超，陈紫光，等．日光温室带竖向空气通道的太阳能相变蓄热墙体体系［Ｊ］．农业机械学报，2015，46（3）：336-343．
［19］　陈　超，张明星，郑宏飞等．日光温室用双集热管多曲面槽式空气集热器性能试验［Ｊ］．农业工程学报，2017，33（15）：245-252．
［20］　ＭａＷ，ＭｕＹＨ，ＷｕＱＢ，ｅｔａｌ．ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｅｍｂａｎｋｍｅｎｔｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌｏｎｇｔｈｅＱｉｎｇ-ｈａｉ－ＴｉｂｅｔＲａｉｌｗａｙｉｎｐｅｒｍａｆｒｏｓｔｒｅｇｉｏｎｓ［Ｊ］．ＣｏｌｄＲｅ-ｇｉｏｎｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，2011，67：178-186
［21］　ＣｈｏｕＹＬ，ＳｈｅｎｇＹ，ＺｈｕＹＰ．ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｈａｌｌｏｗｇｒｏｕｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｅｍｂａｎｋｍｅｎｔａｎｄｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｉｎｐｅｒｍａｆｒｏｓｔｒｅｇｉｏｎｓｏｎＱｉｎｇｈａｉ－Ｔｉ-ｂｅｔＰｌａｔｅａｕ［Ｊ］．ＣｏｌｄＲｅｇｉｏｎｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，2012，78：122-130．
［22］　ＺｈａｎｇＭＹ，ＰｅｉＷ Ｓ，ＬｉＳＹ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｅｓｏｆｔｈｅｔｈｅｒｍｏ-ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆａｎｅｍｂａｎｋｍｅｎｔｗｉｔｈｓｈａｄｙａｎｄｓｕｎｎｙｓｌｏｐｅｓｉｎｐｅｒｍａ-ｆｒｏｓｔｒｅｇｉｏｎｓ［Ｊ］．ＡｐｐｌｙＴｈｅｒｍａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，2017，127：1478-1487．
［23］　ＳｏｎｇＹ，ＪｉｎＬ，ＰｅｎｇＨ，ｅｔａｌ．ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｍａｌａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＱｉｎｇｈａｉ－ＴｉｂｅｔＨｉｇｈｗａｙｕｎ-ｄｅｒｓｕｎｎｙ-ｓｈａｄｙｓｌｏｐｅｅｆｆｅｃｔｉｎｓｏｕｔｈｅｒｎＴａｎｇｌｈａｒｅｇｉｏｎｉｎｒｅｃｅｎｔｄｅｃａｄｅ［Ｊ］．ＳｏｉｌｓａｎｄＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ，2020，60（2）：342-355．
［24］　ＬｉｕＨ，ＮｉｕＦＪ，ＮｉｕＹＨ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｓｕｎｎｙ-ｓｈａｄｙｓｌｏｐｅｓｏｎｔｈｅｒｍａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｕｂｇｒａｄｅａｌｏｎｇｔｈｅＨａｒｂｉｎ－ＤａｌｉａｎｐａｓｓｅｎｇｅｒｄｅｄｉｃａｔｅｄｌｉｎｅｉｎＮｏｒｔｈｅａｓｔＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＣｏｌｄＲｅｇｉｏｎｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，2016，123（1）：14-21．
［25］　ＴａｉＢＷ，ＬｉｕＪＫ，ＹｕｅＺＲ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｓｕｎｎｙ-ｓｈａｄｙｓｌｏｐｅｓａｎｄｓｔｒｉｋｅｏｎｔｈｅｒｍａｌｒｅｇｉｍｅｏｆｓｕｂｇｒａｄｅａｌｏｎｇａｈｉｇｈ-ｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙｉｎｃｏｌｄｒｅｇｉｏｎｓ，Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ，2018，232：182-191．
［26］　姜海波，田　艳．季节冻土区刚柔混合衬砌梯形渠道冻胀机理试验［Ｊ］．农业工程学报，2015，31（16）：145-151．
［27］　ＪｉａｎｇＨ Ｙ，ＬｉｕＱＨ，ＷａｎｇＺＺ，ｅｔａｌ．Ｆｒｏｓｔｈｅａｖｅｍｏｄｅｌｌｉｎｇｏｆｔｈｅｓｕｎｎｙ-ｓｈａｄｙｓｌｏｐｅｅｆｆｅｃｔｗｉｔｈｍｏｉｓｔｕｒｅ-ｈｅａｔ-ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｕｐｌｉｎｇ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙ，2022，233（11）：292-308．
［28］　何梓年．太阳能热利用［Ｍ］．北京：中国科学技术大学出版社，2009：150-170．
［29］　ＤｕｆｆｉｅＪＡ，ＢｅｃｋｍａｎＷ Ａ．ＳｏｌａｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＴｈｅｒ-ｍａｌＰｒｏｃｅｓｓｅｓ［Ｍ］，ｆｏｕｒｔｈｅｄｉｔｉｏｎ，Ｗｉｌｅｙ，ＮｅｗＹｏｒｋ，2013

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2022-06-10　　　　　修稿日期：2022-07-26
基金项目：国家自然科学基金项目（Ｕ2003108；51279168）；国家重点研发计划“水资源高效开发利用”重点专项（2017ＹＦＣ0405103）；冻土工程国家重点实验室开放基金资助项目（ＳＫＬＦＳＥ201801）
作者简介：江浩源（1992—），男，博士研究生，研究方向为旱区寒区水工程安全。Ｅ-ｍａｉｌ：724263751＠ｑｑ．ｃｏｍ
通讯作者：王正中（1963—），男，教授，主要从事旱区寒区水工程安全等方面的教学与研究工作。Ｅ-ｍａｉｌ：ｗａｎｇｚｚ0910＠163．ｃｏｍ
更新日期/Last Update: 2022-10-31