公路交通运输是国民经济的主要动脉之一，道路交通安全对于整个循环经济发展起着至关重要的作用。资料表明，道路积雪结冰引起的交通事故约占冬季交通事故总量的35%[1]，因此研究典型地区冬季道路防冰对保障道路安全具有重要意义。而防冰热负荷作为道路融雪系统设计的首要环节，直接关系融冰系统运行能耗。Chapman根据大气温度、降雪量等因素基于频率分布的研究选择设计了路表融雪热负荷[2,3]。Kilkis基于建立的二维稳态有限元简化模型分别计算最不利降雪条件下“当量大气温度”与“等效设计降雪速率”，以降雪前、融雪过程以及融雪后3个阶段热负荷的最大值作为设计热负荷[4,5]。ASHRAE设计手册(2003)采用修正的Chapman一维稳态融雪模型分析了美国46个代表性城市1982年～1993年的气象数据，针对典型桥面结构基于某一无雪时间比设计了相应的单位面积热负荷[6]。Liu采用二维瞬态融雪模型分析了预热时间、融雪目标等因素对设计热负荷的影响，开展了流体加热道路融雪系统设计热负荷的研究[7]。目前，在我国流体加热道路融雪技术尚处于试验阶段，现有研究多集中于温度特性的研究[8-12]，尚未开展特别针对我国逐时气候特点的流体加热道路融雪系统设计热负荷的分析[10]。本文针对阿勒泰、汉中、伊宁3个典型城市，考虑气象参数的影响，分析了各气象参数对动态防冰热负荷的影响，提出了一种针对某一待求参数受多个已知参数影响程度的预测分析方法，对公路桥梁防冰系统的实时控制和节能运行具有一定的现实意义。

1　公路桥梁防冰热负荷计算模型

公路桥梁防冰系统热负荷计算物理模型如图1所示。为简化计算，取一个车道宽度3.5 m进行防冰热负荷计算。防冰热负荷主要包括对流换热、辐射换热和桥面水分蒸发潜热等。

1.1.1 母本高不育系 W0176A选育。2003—2004年，用不同来源种质与0176A不育株广泛测交，配制各类测交组合，F1自交。

桥梁防冰热负荷计算采用ASHRAE融冰雪负荷计算公式[13]：

从表2中可以看出，马占相思开花始期最早(9月29日)，其次为大叶相思(10月5日)，而纹荚相思开花始期最晚，于当年12月中旬末进入开花始期；马占相思和大叶相思的开花盛期、开花末期基本相同，开花盛期基本在当年10月下旬末，开花末期在当年11月下旬初；厚荚相思和卷荚相思的开花盛期也基本相当(11月中旬中后期)，以及整个花期长度也基本相同，厚荚相思于当年12月上旬初期进入开花末期，而卷荚相思于12月上旬末进入开花末期；纹荚相思则于次年1月上旬进入开花盛期，次年2月中旬进入开花末期。

Q0=Qs+Qm+Ar(Qe+Qh)

阵地上一时寂静下来。没有了枪声，没有了炮声，连鸟叫和虫鸣声也没有。只有微微的风，轻轻地从阵地的上空吹过。

(1)

针对上述等式的说明：①同时段待求参数的变化量、同时段已知参数的变化量和该时段待求参数的变化量可正可负，当变化呈增幅状态时取正，反之取负。②影响因子越小，说明该已知参数只需轻微变化，即可达到所需待求参数的变化量引起大的波动，则该已知参数对待求参数扰动大。例：假设当风速对防冰热负荷的影响因子较小时，这时只需风速发生轻微变化，即可满足此时段它所要求的防冰热负荷，则风速对防冰热负荷的影响程度越大。③如果该已知参数与待求参数呈正相关，则等式左边该小部分取正反之取负。④影响因子可正可负，不同城市气象参数的影响因子必不相同，在这里只关心值的大小。⑤取段原则：为保证正确性，取2或3段待求参数增幅段，取3或2段待求参数的降幅段，且各参数选段绝不选没有增幅段。“伊宁”各时段热负荷和气象参数变化情况如表1所示。

  

图1　桥梁防冰热负荷计算物理模型

因此，公式(1)简化为：

Q0=Qe+Qh

(2)

对流和辐射热负荷Qh计算公式为：

Qh=hc(ts-ta) + δεs(T4f-T4sky)

(3)

式中:hc为对流换热系数，W/(m2·K)；ts为融冰温度，取2 ℃；ta为室外温度，℃；Tf为液膜温度，取2 ℃；δ为玻尔兹曼常数，5.67×10-8 W/(m2·K4)；εs为表面发射率，取加热湿平板表面发射率为0.9；Tsky为天空辐射温度，K，其计算公式采用Ramsey[14]模型：

Tsky=Ta-(1.105 8×103-7.562Ta+1.333× -31.292φ+ 14.58φ2)

RLS算法引入0<λ<1的遗忘因子，可使得离当前时刻较远的采样数据对统计量估计的作用减小，由此使得时变信道被有效跟踪，此外，要使算法适用于不同的信道时变速率环境，可以通过调节的大小的方法来解决。

(4)

其中，φ为当地空气的相对湿度。

(2)2000年运营指南内容体系分别对计算机的软件和硬件学习进行了表述，而2005年改革后的运营指南将两者统一归纳为“信息设备的理解”领域。这是为了减少将作为教学工具的计算机本身当作教学内容，也是为了适应信息化时代的发展趋势。2015年则用“资料和信息”表述，要求学生学习资料类型及数字化表达、资料收集和信息的结构化处理等。新型词汇的浓缩体现了信息化时代的发展进程，折射出学校教育与社会生活联系更加密切，也符合从基础教育阶段开始重视学生社会性能的发展趋势[4]。

对流传热系数hc计算公式为：

hc=0.037(kair/L)ReL0.8Pr1/3

(5)

定义：

选取表面温源加热装置有效加热区域中心点为测量位置。在各温度点的示值误差计量项目的10min内测量11次的数据中，计算出11组测量结果的最大值与最小值之差，作为该仪器当前温度点的温度波动度。视实际计量需求，在该点处测完其它相应项目再将表面温源设备升温至下一个温度点进行测量。

ReL=uL/νair

(6)

式中:u为平板风速，m/s；L为桥面长度，3.5 m；νair为空气的动力粘度，m2/s。

蒸发潜热Qe的计算公式为：

Qe=ρdryairhm(Wf-Wα)hfg

(7)

式中:Wf为液膜表面饱和空气的含湿量，kg /(kg干空气)，液膜的露点温度为2 ℃时的含湿量Wf=0.004 364 kg /(kg干空气)；Wa为周围空气的含湿量，kg/(kg干空气)；hfg为水的蒸发潜热，取2 499 kJ/kg；hm为质量传递系数；ρdryair为标准大气压下干空气的密度，kg/m3。

 

(8)

[2] Chapman W P.Calculating the heat requirements of a snow melting system[J].Air Conditioning,Heating and Ventilating,1956(9):67-71.

2　参数的选取与计算

2.1　典型城市的确定

我国地域辽阔，气候多变，降雪分布区域性强。文献[15]研究表明，依据地理位置、海拔、地形地貌、降雪性质，以及人类活动对降雪的影响等因素，将降雪区分为3个亚区20个子区，去掉一些降雪稀少区，最终选择各个降雪区域的10个代表性城市(省会或节点城市)，本文只选择其中3个典型城市作为分析对象(阿勒泰山区-阿勒泰、秦岭大巴山区-汉中、伊犁谷地-伊宁)。

2.2　气象参数的选取

由于目前国内外并无相关公路桥梁防冰融冰气象参数确定的规范或方法，本文参考中国建筑热环境分析专用气象数据集。通过上述典型城市的确定，从中国建筑热环境分析专用气象数据集软件中导出3个典型城市的逐时气象参数(室外温度ta、相对湿度φ、环境风速u和含湿量Wa)，借助MATLAB编程计算最冷月不同时刻防冰热负荷，求得每天的平均防冰热负荷，找出3个城市最冷月平均防冰负荷最大的一天进行分析(阿勒泰-1月14日、汉中-1月1日、伊宁-1月4日)。

2.3　计算参数的确定

导热率、密度、动力粘度随温度变化关系，通过查找干空气的物性参数，借助MATLAB编程拟合出导热率随温度变化曲线、密度随温度变化曲线、动力粘度随温度变化曲线，其变化关系分别如图2～图4所示。由图可知，实际曲线与拟合曲线一致，模型中所有参数都可以确定。

  

图2　导热率随温度变化曲线

  

图3　密度随温度变化曲线

  

图4　动力粘度随温度变化曲线

3　防冰热负荷与气象参数的动态变化过程分析

3.1　气象参数对防冰热负荷的影响分析

图5为“伊宁”防冰热负荷变化曲线，图6～图10为“伊宁”气象参数变化曲线，图11和图12分别为“汉中”和“阿勒泰”防冰热负荷变化曲线。

  

图5　“伊宁”防冰热负荷变化曲线

地暖采用不用热源时，其运行费用到底如何，我们以一个20KW的采暖系统为例，分别采用空气源热泵和燃气炉系统分析如表1。

2)在图5～图10中，取17～18时段、22～23时段、5～6时段分析可知：防冰热负荷同室外风速和含湿量呈正相关；同室外温度和天空辐射温度呈负相关；由图11，结合其对应的气象参数，选取10～11时段分析可知：防冰热负荷同相对湿度也呈负相关。

1)由图5～图10可知，图5防冰热负荷变化趋势和图7室外风速变化趋势相似，图6天空辐射温度变化趋势和图8室外温度变化趋势相似。

3)由图5～图10可知，伊宁的防冰热负荷在225～518　W/m2之间波动，天空辐射温度在224～243 K之间，室外温度在-19～8 ℃之间，风速在1～6 m/s之间，防冰热负荷峰值518 W/m2出现在风速为6 m/s时，此时天空辐射温度为241 K，室外温度为-8.7 ℃，相对湿度为73%，含湿量为1.38 g/kg；由图11可知，汉中防冰热负荷在74～148 W/m2之间波动，对应的天空辐射温度在253～256 K之间，室外温度在-1.6～1.6 ℃之间，风速在2～4 m/s之间，防冰热负荷峰值148 W/m2出现风速为4 m/s时，此时天空辐射温度为254 K，室外温度为0.4 ℃，相对湿度为80%，含湿量为3.23 g/kg；由图12可知，阿勒泰防冰热负荷在165～630 W/m2之间波动，对应的天空辐射温度在220～237 K之间，室外温度在-20.8～9.5 ℃之间，风速在1～4 m/s之间，防冰热负荷峰值630 W/m2出现在风速为4 m/s时，此时天空辐射温度为225 K，室外温度为-17.7 ℃，相对湿度为62%，含湿量为0.52 g/kg。防冰热负荷峰值往往出现在最大风速处，室外温度越低对应的防冰热负荷越大，波动越大；天空辐射温度越高对应的防冰热负荷越小，波动也越小。

  

图6　“伊宁”天空辐射温度变化曲线

  

图7 “伊宁”室外风速变化曲线

  

图8 “伊宁”室外温度变化曲线

  

图9 “伊宁”相对湿度变化曲线

  

图10 “伊宁”含湿量变化曲线

  

图11 “汉中”防冰热负荷变化曲线

  

图12 “阿勒泰”防冰热负荷变化曲线

3.2　气象参数对防冰热负荷的影响程度分析

3)在该防冰热负荷计算模型下，各气象参数对防冰热负荷的影响程度为：风速>天空辐射温度>室外温度>含湿量>相对湿度。

式中:kair为空气在ta温度下的热导率，W/(m·K)；L为风在桥面上吹过的特征长度，m；Pr为普朗特数；ReL为雷诺数。

影响因子=

该时段待求参数的变化量。

在此模型中，上述等式可表示为：

式中:Q0为融冰雪表面的热负荷，W/m2；Qs为融雪显热负荷，W/m2，取0；Qm为融雪熔解热，W/m2，取0；Ar为无雪区域面积比，取1；Qe为蒸发潜热，W/m2；Qh为无雪表面的对流与辐射热负荷，W/m2。

  

表1 “伊宁”各时段热负荷和气象参数变化情况时段ΔQΔTskyΔuΔTΔϕΔW0～148.84.713.2-70.231～2-70.5-1.5-1-1.13-0.084～559.11.510.920.1512～1378.3-1.41-0.4-10-0.1521～22-89.1-3.6-1-2.23-0.11

根据表1的数值，可以列出下列方程组：

 

解上述方程组，可得：X1=-0.28，X2=-0.04，X3=0.76，X4=-20.45，X5=-5.02；同理在图11中，取3～4时段、4～5时段、15～16时段、19～20时段、20～21时段计算可得X1=0.78，X2=-0.14，X3=2.10，X4=-36.80，X5=-4.56；在图12中，取4～5时段、6～7时段、10～11时段、14～15时段、16～17时段计算可得X1=-0.52，X2=-0.13，X3=-0.76，X4=27.97，X5=22.14。计算最后结果都有|X2|<|X1|<|X3|<|X5|<|X4|，因此各气象参数对防冰热负荷的影响程度为：室外风速>天空辐射温度>室外温度>含湿量>相对湿度。由上面的分析结果可知，按照此方法最终3个城市分析结果一致，所以此方法理论上定性预测正确可行。图5和图7曲线趋势相似，说明室外风速对防冰热负荷的影响程度是最大的；防冰热负荷主要受室外风速、天空辐射温度、室外温度的影响，所以此3种气象参数对防冰热负荷影响程度占前三也合理；含湿量直接影响蒸发潜热而相对湿度影响的只是天空辐射温度且还不明显，因此含湿量相较于相对湿度对防冰热负荷的影响程度大也较合理。

4　结论

1)在该防冰热负荷计算模型下，防冰热负荷与风速趋势相似，天空辐射温度与室外温度趋势相似。

2)在该防冰热负荷计算模型下，防冰热负荷同室外风速、含湿量呈正相关，而与天空辐射温度、室外温度、相对湿度呈负相关。

防冰热负荷受多个气象参数的影响，且影响过程复杂，要精准分析各气象参数对防冰热负荷的影响程度具有一定难度，现通过定义一个等式来进行定性预测分析。

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其中:Pr=0.7，Sc=0.6。

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将经济效益函数F1与并网稳定性函数F2进行加权,可把F1和F2多目标问题转化为F3单目标问题进行求解。即

通常的河道治理方式是通过加固技术对边坡进行人工治理、绿化，或采用硬体结构措施对边坡进行固化处理 ［1-3］。传统的护坡方式在完工初期发挥了一定的防护作用，但在使用过程中由于各种因素的影响常常产生各种形式的破坏，固化处理的边坡生态功能难以恢复，无法作为永久的边坡防护措施长远地为人类服务［4］。土石笼袋作为新型生态护坡的形式之一，以其抗冲刷、填充料易取材、景观效果好等优势被逐步应用于河道生态治理的工程实践中［5-6］。

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近年，随着城镇化水平的不断提高，水资源短缺、河流污染、资源性缺水和水质性缺水已经成为限制临沂市经济社会可持续发展的瓶颈。临沂市依托其河网密布、水系发达的优势，对城区河道进行统一规划，层层拦蓄，梯级开发，形成上下连接、左右贯通、纵横交错、互为补充的大水网，实现了“静态水网、动态水体、环境优美、自然生态、以水为魂、人水和谐”的大水城建设目标，有力地促进了临沂市的水系生态建设。

患风寒感冒时宜用辛温解表的药物，常选用麻黄、荆芥、防风、苏叶等解表散寒药。可以给孩子服用感冒清热冲剂，每次服用1/4～1/2袋，每日2～3次。

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1.开拓创新，勇于突破。教、康、保三位一体整合服务模式属重庆市儿童爱心庄园首创，处于探索发展阶段，目前尚未有可供参考的成功范例与经验。在今后的发展中，如何更好地充实教、康、保三位一体整合服务模式，都需要各科室各部门的协调与融合，做到开拓创新、攻坚克难。这也是这种模式后续发展需要突破的一个问题。

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