雪中雪量、雪密度、雪深、风吹雪、风雪流检测方案(其它环境监测)

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全国热线：010-56187396北京博伦经纬科技发展有限公司 全国热线：010-56187396 悬移 (suspension) 风致积雪运动的数值模拟。首先在单相耦合假定的基础上，引入了风致积雪漂移运动的单方程模型方法，并以北京火车南站为例，采用单方程模型方法对屋盖表面的风致积雪分布进行了研究。接着在考虑雪颗粒运动对风场影响的基础上，提出改进的单方程模型方法，并以立方体模型为例，验证了改进单方程模型的有效性。最后，根据雪跃移和雪悬移的运动机理不同，提出两方程模型方法，并用两方程模型方法对开阔场地条件下的风致积雪运动进行了模拟，将模拟结果与实测数据和经典文献的计算结果进行了比较。文中同时还对影响计算结果的两个因素(升华和湍流度)进行了分析。为了方便结构设计人员使用，文中采用两方程模型方法对一典型屋盖一高低屋盖上的积雪分布进行了研究，将模拟结果与各国规范进行了对比，提出了高低屋盖上积雪的最不利分布情况。为了考察雪面高度变化对风场的影响，文中最后采用动网格方法对高低屋盖上的积雪分布进行了研究 北京博伦经纬科技发展有限公司 雪致交通灾害包括两个方面：静态的路面积雪和动态的视程障碍。静态的路面积雪会导致交通中断，造成经济损失；动态的视程障碍，会引起交通事故，危及到生命安全。清除道路上的积雪，需要投入很大的人力和物力。在我国新疆、内蒙、吉林和黑龙江等省、自治区，雪致公路灾害几乎年年发生，这给公路交通运输安全和畅通带来了相当大的威胁。为了抢险保通，每年政府、交通部门都要花费大量的人力、物力、财力。雪致公路灾害已是长期困扰公路运输的一个难题。以美国为例，1976年，由于暴风雪阻塞交通，中断输电网，停工停产的经济损失达200亿美元；2001年3月5日，一场强暴风雪袭击了美国东北部的新英格兰地区，公路和铁路全部停运，3500次航班被迫取消，所有的学校被迫关闭。国内，2004年2月黑龙江省鹤大公路K115—K160 发生风吹雪，45公里长的道路右半幅几乎所有路段积雪1.2m 深，左半幅部分路段积雪，形成雪阻，造成交通中断4天。美国怀俄明州较早的采用雪栅栏(snow fence) 用于减少道路上的积雪，据怀俄明州交通部调查，在I-80公路大约45公里长范围内使用了雪栅栏，使其雪移除的费用减少了三分之一以上(Tabler， 1991)。日本，加拿大等地也都使用防雪栏用于减少公路上的积雪。 我国针对雪灾的机理也采用了相应的对策。如在公路的两侧设置挡雪墙和防雪栅栏，利用阻碍物对墙体的阻挡作用减弱风雪流运动速度，减少公路上的积雪。同时也提高了除雪和融雪技术，保证道路使用者的安全通行，但并未涉及风雪运动在建筑方面的应用，也未对风雪流形成的微观机制进行深入的研究 传感器部分： GMX600(六要素)特性： 温度、湿度和气压：一个集成的仪器安装在三个双重百叶窗板的辐射保护罩内，无移动部件。该结果保证长时间每个测量的高质量。 风：风速和风向测量由超声波传感器提供，附加的电子罗盘提供相对风测量。 平均风速风向与世界气象组织平均值和阵风值也被提供。附加 GPS(另选)提供真实的风和其它数值。 降水：一个集成的光学雨量计自动检测水落在它的外表面并根据落雨的尺寸和数量提供测量。运算演绎该数据并模拟翻斗式雨量计以串行格式输出。该光学雨量计与翻斗式雨量计比较没有移动部件。 风 温度、湿度和气压 降水 其它选配 *风速和风向 *气压/温度 *降雨量 *罗盘 *海拔高度，m *相对和真实风(用GPS) *抗 UV的辐射保护罩 *雨量强度 *GPS(另选) 提供海拔高度、纬度和经 度 *日出/日落 *世界气象组织风平均值和阵风 *相对/绝对湿度 *降雨是/否 *太阳位置 *防风吹降雨和灰尘 *仿真翻斗式 *黄昏 *集成加热单元 *平均海平面气压 *无移动部件 信号输出 RS232，422/485(ASCII)， SDI-12， NMEA， MODBUS，模拟(另选) 风力功能输出 *风速 *风向 *真实/相对风 温湿度功能输出 *温度 C/F/K *相对湿度 *湿球温度 *绝对湿度*空气密度*寒风指数 气压功能输出 *大气压力 雨量功能输出 *降雨量 *降雨强度 *感雨 北京博伦经纬科技发展有限公司 MaxMet 系列特点： *质量测量*实时输出*轻质和结实*容易安装*低功耗*蓝牙服务端口*免费软件* GILL客户支持*GILL 证明的可靠性*质保 *紧凑集成设计 风速 风向 范围 0.1m/s~60m/s 0~359° 精度 ±0.03(0~40m/s) ±0.05(>40m/s) ±3°(0~40m/s)十5° (>40m/s) 分辨率 0.01m/s 1° 启动速度 0.1m/s 采样频率 1赫兹 1赫兹 单位 m/s， km/hr， mph， kts， ft/min 度 温度 湿度 大气压力 范围 -40℃~+70℃ 0~100% RH 300~1100hpa 精度 ±0.3℃@20℃ ±2% Rh@20℃(10%-90%RH) 0.5 hPa@25℃ 分辨率 0.1℃ 1% 0.1 hpa 采样频率 1赫兹 1赫兹 1赫兹 单位 ℃，F，K % Rh， g/m3， g/Kg HPA 露点温度 降水 范围 -40℃~+70℃ 0~150mm/h 精度 +0.3℃ @20℃ 2% 分辨率 0.1℃ 0.2mm 采样频率 1赫兹 1赫兹 单位 ℃，F，K mm/h，mm/总雨量， mm/24h， in/h， in/总雨量， in/24h 输出率：1/秒，1/分钟，1/小时 数字输出：RS232， RS422， RS485，SDI-12， NMEA， MODBUS， ASCII 模拟输出：通过另选设备可行 供电：5~30V DC 电源(公称)12Vdc： 25mA连续高功耗模式，0.05mA经济功耗模式(1小时polled) IP防护等级：IP66 工作温度范围：-40℃~+70℃ EMC标准：BS EN 61326： 2013， FCC CFR47 parts 15.109 CE标记：是 符合 RoHS：是 重量：0.8Kg 北京博伦经纬科技发展有限公司 SR80A 雪深传感器的测量原理是通过发出一个超声脉冲，然后再接收这个回波，测量这个传播过程的时间。因为超声波在一定的温度下传播速度是一定的，所以通过测量传播时间、空气温度就可以计算出这段距离。传感器内置有温度传感器，通过这个温度传感器测量所得的温度对超声波速度进行修正。距离测量数据可通过 RS-232 串口以 ASCII 码输出 测量时间：500 ms 波特率：9600-19200 bps 测量范围：0~3m 分辨率：1mm 精度：±0.2% 测量范围：222° 供电： 9-16V DC(典型12V DC) 功耗：<10pA(静态电流) ；<100mA(测量电流) 信号输出： RS232/RS485 工作温度：一-40~+80℃ 相对湿度：0~100%，无冷凝 尺寸：120mm*125mm 重量：1.2kg SSG 雪水当量传感器 德国 Sommer 公司研发的 SSG 雪水当量传感器是一款精密的雪水当量测量装置，它安装方便而且快速，适合野外观测。采用铝板材设计，坚固而且耐用，维护量少，从而保障精度的有效性。宽阔的平板框架板尽量减少了冬季结冰的影响，轻便的铝材料，最大程度的降低了热阻值，使得板材与地面之间的热传导尽量接近于自然状态。整个装置可以很容易地兼容到目前市面上大部分的自动气象站或者其他信号处理系统中，应用广泛。 特点： 自动测量雪水含量(SWE) 雪特性值实际体现 测量的高精准性，最大程度减少冰桥影响 最大程度减小板与地面之间的阻值 可信赖的，轻便的，耐用的铝质结构 安装便利 无需防冻液 主要技术参数： 测量原理：测压元件 测量范围：0~1000 kg/m² 分辨率：0.1Kg/m² 精度： 0.3% FS 测量面积：6.72 m2 重量：110kg (16，37 kg/m²) 尺寸(mm)： L= 2800，).WW== 2400， H= 103 包装尺寸(mm)： 7xL=1200， W=800， H= 40 供电：10~30V DC 电流最大70mA 信号输出：4~20mA对应0~1000 kg/m² 北京博伦经纬科技发展有限公司 最大斜角：5° 操作温度环境：-40~80℃ 保护等级：IP68 材质：：4坚固而耐用的铝板材 FlowCapt FC4 风吹雪传感器 FlowCapt 风吹雪传感器是一个密封并且低功耗没有其它移动部件的传感器，结合风速计和雪粒子计数来确定风吹雪的强度和速度，由3个声压感应部件，1个电子处理器(里面是集成好了的电路板和处理器)及相关线缆和数据线组成。 广泛应用 雪堆/吹雪监测质量通量和风速测量雪崩的风险评估极地酷寒的气候监测气象和科学应用 工业监控中的应用 工作原理： 风吹雪粒子的通量及摩擦风速，能够以15秒/次的频率队风吹雪进行监测。它采用力学-声学耦合原理进行测量。当风吹雪粒子吹打在声压感应部件(一种类似于管状的传感器，可见下图所示)上时，会产生声压，声压信号被电子处理器所采集，然后电子处理器会对声压信号进行放大、滤波、线性化以及数字化，被数字化的型号通过 RS232 或 SDI-12方式传输到用户外接的数据采集器上。同样，摩擦风速的测量也是如此：风与声压感应件之间会产生摩擦力，被电子处理器采集，然后转化为数字信号输出。 技术性能参数 风速通量比例：0-70m/s 分辨率：10mv/0.28m/s 粒子通量比例：0-250g/m²/s 分辨率：10mv/0.28m/s 供电：6-30V(9.6-16V的供电，可以输出 SDI-12的协议) 电流：： 1mA@测量， 20mA@处理(3秒一个采样)，平均>5mA，使用未调节电源增加3mA 电缆：传感器和接口之间最大电缆长度15米，SDI长度为60米， RS232为30米。 工作温度：-40~+80℃(可选配-50~+100℃) 工作湿度：0-100%RH 尺寸：40x18x13cm ((LxWxH)， 含连接器重量：3kg 夹具：30-80mm. 安装 接口箱子可以直接被固定在直径30-80毫米的立杆上，如果传感器、接口箱子，以及数据采集器不能安装在一个相同的立杆上，传感器安装臂、接口盒子与数据采集器之间的接地一定要非常完好。 1-3个可互换的 Flowcapt 包括 M10安装臂和10米延长电缆接口箱子包含通用立杆夹具电缆联结至数据采集器，附加的设备电缆连接接口至 PC. -www.bljw-weather.com- 雪灾被认为是世界面临的十大灾害之一。建筑表面积雪的不均匀分布可能导致建筑物的坍塌，输电线上的积雪形成覆冰导线后可导致输电线塔毁坏，路面上的积雪可以导致交通的中断等等，严重影响了人类的生产实践活动。目前，对风雪运动在建筑方面的应用研究较少，本文从理论分析、数值模拟、风洞实验三方面入手，对建筑屋盖表面及其周边的积雪分布进行了研究，提供了一套系统的方法。     风雪运动的机理研究。在假定风雪两相流中的空气相为连续相，雪相为分散相的基础上，通过对雪颗粒进行受力分析，发现在研究风雪运动中，除重力、浮力和阻力外的其他作用在雪颗粒上的力都可以近似忽略。在此简化基础上，推导出雪颗粒的沉降速度和阀值摩擦速度表达式，并给出了风雪运动中雪颗粒运动的近似轨迹方程。风雪运动中自保持边界条件的给定。边界条件的自保持性是正确模拟风雪运动的重要条件。风致积雪运动的数值模拟。首先在单相耦合假定的基础上，引入了风致积雪漂移运动的单方程模型方法，并以北京火车南站为例，采用单方程模型方法对屋盖表面的风致积雪分布进行了研究。接着在考虑雪颗粒运动对风场影响的基础上，提出改进的单方程模型方法，并以立方体模型为例，验证了改进单方程模型的有效性。最后，根据雪跃移和雪悬移的运动机理不同，提出两方程模型方法，并用两方程模型方法对开阔场地条件下的风致积雪运动进行了模拟，将模拟结果与实测数据和经典文献的计算结果进行了比较。文中同时还对影响计算结果的两个因素（升华和湍流度）进行了分析。为了方便结构设计人员使用，文中采用两方程模型方法对一典型屋盖—高低屋盖上的积雪分布进行了研究，将模拟结果与各国规范进行了对比，提出了高低屋盖上积雪的最不利分布情况。为了考察雪面高度变化对风场的影响，文中最后采用动网格方法对高低屋盖上的积雪分布进行了研究     雪致交通灾害包括两个方面：静态的路面积雪和动态的视程障碍。静态的路面积雪会导致交通中断，造成经济损失；动态的视程障碍，会引起交通事故，危及到生命安全。清除道路上的积雪，需要投入很大的人力和物力。在我国新疆、内蒙、吉林和黑龙江等省、自治区，雪致公路灾害几乎年年发生，这给公路交通运输安全和畅通带来了相当大的威胁。为了抢险保通，每年政府、交通部门都要花费大量的人力、物力、财力。雪致公路灾害已是长期困扰公路运输的一个难题。以美国为例，1976 年，由于暴风雪阻塞交通，中断输电网，停工停产的经济损失达 200 亿美元；2001 年 3 月 5 日，一场强暴风雪袭击了美国东北部的新英格兰地区，公路和铁路全部停运，3500 次航班被迫取消，所有的学校被迫关闭。国内，2004 年 2 月黑龙江省鹤大公路K115—K160 发生风吹雪，45 公里长的道路右半幅几乎所有路段积雪 1.2m 深，左半幅部分路段积雪，形成雪阻，造成交通中断4天。美国怀俄明州较早的采用雪栅栏（snow fence）用于减少道路上的积雪，据怀俄明州交通部调查，在 I-80 公路大约 45 公里长范围内使用了雪栅栏，使其雪移除的费用减少了三分之一以上(Tabler, 1991)。日本，加拿大等地也都使用防雪栅栏用于减少公路上的积雪。    我国针对雪灾的机理也采用了相应的对策。如在公路的两侧设置挡雪墙和防雪栅栏，利用阻碍物对墙体的阻挡作用减弱风雪流运动速度，减少公路上的积雪。同时也提高了除雪和融雪技术，保证道路使用者的安全通行，但并未涉及风雪运动在建筑方面的应用，也未对风雪流形成的微观机制进行深入的研究    雪质量传输率 Q （snow transport rate）是指单位时间内，竖直剖面的单位宽度内通过的雪的质量，单位为kg*m-1*s-1    雪质量通量 q （snow mass flux）是指单位时间内，竖直剖面的单位面积内通过的雪的质量，单位为kg*m-2*s-1     雪质量浓度ΦΦ（snow mass concentration）是指空间单位体积内雪的质量，单位为M-3     雪体积组分 ʄ （snow volume fraction）是指空间单位体积内雪的体积，为无量纲的变量。