本文關鍵詞：三峽水庫對沿岸地區(qū)室外熱濕環(huán)境的影響研究

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【摘要】：三峽水庫是目前世界上最大的水利樞紐工程,三峽大壩自2003年建設至今,已經成為涉及重慶、湖北的21個縣市,總庫容393億立方米,總面積達1084平方千米的巨型人工湖泊。三峽水庫本身面積巨大,涉及到沿岸幾百公里居民的居住環(huán)境,特別是蓄水完成后,由于水位的上升直接改變了水體本身的流態(tài),使得水面擴大,流速減慢,從而改變了“空氣—水面”邊界層的原有厚度,進一步改變了水體與周邊環(huán)境的熱濕交換過程。另一方面,由于水面急劇擴張引發(fā)的大規(guī)模原有陸地下墊面材質的改變,通過地表粗糙度、反射率等的改變,會引起局部區(qū)域微氣候環(huán)境的變化,并最終影響到庫區(qū)氣候的整體變化。由于水體本身蓄熱能力強的優(yōu)點賦予其強大的溫度調節(jié)能力,城市水體在改善城市居民環(huán)境方面也起著重大的作用。因此,本文在以往研究工作的基礎上,針對三峽水庫蓄水完成后,由于水位上升及原有下墊面的改變對庫區(qū)沿岸熱濕環(huán)境的影響,進行了如下幾方面的研究:首先,為了研究三峽水庫對沿岸地區(qū)熱濕環(huán)境的影響,本文提出了關于江體與周邊環(huán)境熱濕交換過程中的“數羊理論”,并基于該理論結合“空氣—水體”界面熱濕遷移機制的分析構成了本課題的研究基礎。同時選取三峽水庫重慶段的長江、嘉陵江為研究對象,以一天24h為一個完整的熱濕效應測試周期,通過水體與周邊環(huán)境熱濕交換的源頭:“空氣—水體”交界面上熱濕遷移機制的分析,從根源上剖析了水體與周邊環(huán)境的熱濕傳遞問題。測試數據的分析結果表明,在春、夏、冬三季的7次24h周期性測試中,水體對周邊環(huán)境均表現為冷效應,隨著季節(jié)的變化與溫度的攀升,冷效應值逐漸增大,所有測試周期內水體對沿岸周邊環(huán)境的冷效應值的波動范圍為1889.4～15752.8KJ/m2?d;三峽水庫蓄水完成后,相比混凝土下墊面,水面擴張導致的下墊面改變降低了原有地區(qū)的空氣溫度,相比泥土下墊面,則使得原有地區(qū)的空氣溫度略有上升;另外,就水面與空氣的濕傳遞而言,水汽始終由水面?zhèn)飨蚩諝?水體對周邊環(huán)境始終表現為濕效應,其濕傳遞值的變化范圍為10.2～322.6 g/m2?d。其次,基于已知的各測試周期內江體對沿岸地區(qū)的單位面積熱濕傳遞量,結合測試期間重慶主城區(qū)的水體面積分析了主城段水體對研究區(qū)域的熱濕傳遞總和,由此建立了一定尺度范圍內城市水體對沿岸周邊環(huán)境的熱濕影響模型,并以此分析了水體沿岸地區(qū)的熱濕變化量。分析結果表明,水體對沿岸地區(qū)的溫度影響量冬季最低,夏季最高,全部測試周期內水體對沿岸2.5km范圍內的空氣溫度影響為0.08～0.64℃,5km范圍內的溫度影響為0.04～0.36℃;水體對沿岸地區(qū)2.5km內空氣比濕的影響為0.0007～0.021g/kg,5km范圍內空氣比濕的影響范圍在0.0004～0.012g/kg之間。最后,針對三峽水庫中下游的典型測點,在已有的“空氣—水體”界面的熱濕效應測試之外,本文還利用步行移動測試分析了水庫對沿岸地區(qū)垂直距離上的熱濕影響范圍。測試結果表明,夏季時水體對周邊空氣具有降溫加濕的效果,在測試水體的垂直距離上,熱傳遞的方向在一定范圍內指向水體,而濕傳遞的方向在一定范圍內背離水體,在本次調研的6次測試時間段內,水體對沿岸地區(qū)一定影響范圍內的溫度減低率在0.16～0.45℃/100m之間,空氣相對濕度增加率在0.43%～1.91%/100m之間;另外,對水體在垂直距離上熱濕影響范圍的分析表明,水體對沿岸地區(qū)的熱濕影響主要通過空氣的熱運動來傳遞,當空氣溫度較高時,水體通過劇烈的空氣熱運動也就能影響到更廣的范圍。
【關鍵詞】：三峽水庫 室外熱濕環(huán)境 熱濕傳遞 步行移動測試
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU111
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.2 國內外研究現狀11-14
• 1.2.1 國外研究現狀11-12
• 1.2.2 國內研究現狀12-14
• 1.2.3 國內外研究現狀總結14
• 1.3 課題的來源及研究目的14-15
• 1.4 研究內容、方法及技術路線15-17
• 2 “水體-空氣-陸地”界面的熱濕傳遞平衡理論與測試17-71
• 2.1 熱濕傳遞平衡理論的機理分析17-21
• 2.1.1 關于江體與周邊環(huán)境熱濕交換過程中的“數羊理論”17-18
• 2.1.2 基于“數羊理論”的“空氣—水體”界面間的熱濕遷移機制分析18-21
• 2.2 熱濕傳遞實地測試的數據分析21-68
• 2.2.1 測試方案的確定以及測試儀器的選取21-23
• 2.2.2 測試地點的選取23-24
• 2.2.3 測試數據的結果統計與分析24-68
• 2.3 本章小結68-71
• 3 三峽水庫重慶段對城市居民環(huán)境熱濕影響的估計研究71-89
• 3.1 重慶主城區(qū)水體對城市居民環(huán)境熱濕影響量的測試與分析71-79
• 3.1.1 三峽水庫重慶主城段水體現有水面面積大小的測試方案71-72
• 3.1.2 三峽水庫重慶主城段水體面積的測量范圍72-73
• 3.1.3 測試數據的結果統計與分析73-79
• 3.2 基于測試值的江體對沿岸居民環(huán)境的熱濕影響量的研究79-87
• 3.2.1 江體對沿岸地區(qū)熱濕影響的研究方法79-82
• 3.2.2 重慶主城區(qū)段江體對沿岸地區(qū)影響區(qū)域面積的估算82-84
• 3.2.3 測試段江體對沿岸居民環(huán)境熱濕影響的數據計算與分析84-87
• 3.3 本章小結87-89
• 4 三峽水庫實地調研的數據分析與研究89-117
• 4.1 三峽庫區(qū)的熱濕傳遞實地測試及數據分析89-105
• 4.1.1 測試方案與地點89-91
• 4.1.2 測試數據的結果統計與分析91-105
• 4.2 三峽庫區(qū)步行移動測試的數據分析105-114
• 4.2.1 測試方案及參數105-106
• 4.2.2 測試路線的選擇106-107
• 4.2.3 測試數據的修正107
• 4.2.4 測試數據的統計結果與分析107-114
• 4.3 本章小結114-117
• 5 結論與展望117-119
• 5.1 結論117-118
• 5.2 展望118-119
• 致謝119-121
• 參考文獻121-125
• 附錄 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文125

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