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微专题:青藏公路和雾
微专题:青藏公路和冻土(不融化、热量、降温)
“热棒”:
“抛石路基”,被称为天然的“空调”.在冻土区修筑路基时,其土层路基的中间,抛填了一定厚度的碎石块,碎石之间的空隙不填实,并且与外界空气相通.这样的结构具有“空调”的功能,使得冻土层的温度基本不随外界气温变化,能有效地保持冻土的稳定性.
“遮阳板路基”,又称旱桥:被称为隔热“外衣”.遮阳板路基,是在路基的边坡上架设一层遮挡太阳的板材,能有效地减弱太阳热对路基温度的影响.
通风管路基,就是在路基底部以上一定高度横向埋设一定孔径的金属或混凝土通风管,空气在通风管内流动,不断带走周围路基土体中的热量,可以有效保持路基的低温。
热棒上部(放热段)装有散热片,热棒的下部(吸热段)直接埋入多年冻土中。针对青藏铁路多年冻土区的冻土层,在相当长的时间段,环境温度低于热棒吸热段周围冻土层温度,热棒的液体物质吸收冻土中的热量,蒸发成汽体;蒸汽沿热棒中心通道向上流动至热棒上部,遇到较冷的管壁后,放出汽化潜热,冷凝成液体,在重力作用下,沿管壁流回吸热段再蒸发。如此循环往复,把自然界大气中的冷量源源不断地传输到地基冻土中。由于热棒单向传热的特点,夏天大气中的热量就不会通过热棒传到冻土中。
通过热棒的单向导冷作用,冬天在地下冻土层中储存大量冷量,在青藏高原凉爽而又短暂的夏季,使冻土不致融化,形成“永冻层”,提高了冻土的强度;可有效防止以冻土为路基的铁路、公路在运行时的融沉。该技术可广泛应用于冻土地带的铁路、公路、桥梁、涵洞、隧道、固变电铁塔等工程建设。若该地冻结期短,融化期长,热棒形成的冻结核,尚未在一个冬季来临之前就全部融化,那么就失去了热棒的应用价值,因此热棒的工程应用是有一定限制的。
2015年·全国卷①
37.(24分)阅读图文材料,完成下列要求。
多年冻土分为上下两层,上层为夏季融化,冬季冻结的活动层,下层为多年冻结层。我国的多年冻土主要分布于东北高纬度地区和青藏高原高海拔地区。东北高纬地区多年冻土南界的年平均气温在–1°~1℃,青藏高原多年冻土下界的年平均气温约为–3.5°~–2℃。
由我国自行设计、建设的青藏铁路格(尔木)拉(萨)段成功穿越了约550千米的连续多年冻土区,是全球目前穿越高原、高寒及多年冻土地区的最长铁路。多年冻土的活动层反复冻融及冬季不完全冻结,会危及铁路路基。青藏铁路建设者创造性地提出了“主动降温、冷却路基、保护冻土”的新思路,采用了热棒新技术等措施。图8a示意青藏铁路格拉段及沿线年平均气温的分布,其中西大滩至安多为连续多年冻土分布区。图8b为青藏铁路路基两侧的热棒照片及其散热工作原理示意图。热棒地上部分为冷凝段,地下部分为蒸发段,当冷凝段温度低于蒸发段温度时,蒸发段液态物质汽化上升,在冷凝段冷却成液态,回到蒸发段,循环反复。
2、图8a所示甲地比五道梁路基更不稳定,请说明原因。
3、根据热棒的工作原理,判断热棒散热的工作季节(冬季或夏季),简述判断依据;分析热棒倾斜设置(图8b)的原因。
青藏高原气候高寒,是我国主要的冻土分布区,冻土土层可分为活动层和多年冻土层两部分。其中,活动层靠近地表,随着外界气温变化或(冬季/夜晚)冻或(夏季/白昼)融;多年冻土则常年处于冰冻状态。青藏铁路格(尔木)拉(萨)段成功穿越了约550千米的连续多年冻土区。活动层反复冻融及冬季不完全冻结,使冻土的体积发生膨胀和收缩,会危及铁路路基。抛石路基法用碎块石填筑路基,利用其隔阻热空气的作用保护冻土。左图是青藏铁路分布图,图1是抛石路基结构示意图,图2为片石护坡景观图。
(2)冻土活动层在冬夏季的反复冻融,分析对列车运行的安全产生怎样的不利影响,请简述其过程。
(3)专家建议,部分东西走向的路段的路基两侧增加片石护坡,且南侧(热、南方、阳坡)厚度要大于北侧,试分析其可能原因。 散热
昆磨高速“死亡之坡”,位于云南省玉溪市元江县境内,该路段具有坡长、弯多、桥密、隧长的特点。为了防止车辆刹车失灵而发生交通事故,该路段设置了多个避险车道。结合该地等高线地形图,完成下面小题。
1. 照片中避险车道最适合布局于图中的( )
A. ①地 B. ②地 C. ③地 D. ④地
微专题:雾
一、雾的形成条件
(1)充足的水汽:①水汽输送(向岸风)(湖泊和海岸),②本地蒸发(蒸腾、森林、山雾)(考虑气温、水域、植被等)。
(2)冷却:①上升冷却;②水平冷却;③辐射冷却
(3)有凝结核(汽车尾气,人类活动)
二、雾的类型
(1)上升冷却形成:蒸发雾、上坡雾、锋面雾等。
(2)水平冷却形成:平流雾(海上、沿海较多)。
(3)辐射冷却形成:辐射雾(地面辐射)。
(4)混合雾、城市雾。
三、雾的成因
(一)辐射雾:夜间,尤其时晴朗微风的夜间,地面因地面辐射冷却,近地面空气接触冷地面和空气本身的辐射