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文档简介
2024/6/191第四章交通运输与气象2024/6/192本章主要内容§1航空与气象§2水上航运与气象§3公路运输与气象§4铁路运输与气象2024/6/193本章重点难点本章重点:本章难点:飞机最低气象条件、空中能见度、偏流角、飞行湍流、晴空湍流、飞机积冰强度、泥石流、降雪雪阻、雪崩雪阻、吹雪雪阻、人工泛潮、降水泛潮、吸湿泛潮、翻浆、温度力和锁定轨温等基本概念。气象条件对海、陆、空交通运输、货物及工程的影响等分析。飞机颠簸气象条件分析,海洋导航技术原理、翻浆产生原理。2024/6/194航空运输与气象飞行活动与气象条件的关系:气象条件决定能否飞行在复杂气象条件下如何保障飞行安全,实现全天候飞行§1航空与气象2024/6/195航空运输与气象★主要气象要素对飞行的影响
----温度、气压、湿度、风★重要天气现象对飞行的影响----云、降水、地面和近地面的凝结和冻结现象、产生视程障碍的天气现象、雷暴主要内容2024/6/196航空运输与气象★影响飞行的主要天气飞机飞行的气象条件、锋、急流和低空切变、飞机颠簸、飞机积冰和飞机尾迹、高空和特殊地表面上空的飞行★航空天气预报及其应用天气图和辅助天气图、航空天气预报飞行的基本原理流体力学中的伯努利定理2024/6/197流体在一个管道中流动时,流速大的地方压力小,流速小的地方压力大。流速与压力成反比。即空气流动得越快,空气的压力就越小,反之亦然。
机翼构造:上凸下平。2024/6/198主要气象要素对飞行的影响一、气温对飞行的影响1、气温对巡航速度和最大飞行速度的影响2、气温对燃料消耗、荷载和升限的影响3、气温对飞机起飞着陆的影响4、气温对气压高度表和空速表示值的影响2024/6/199主要气象要素对飞行的影响1、气温对巡航速度和最大飞行速度的影响巡航高度和巡航速度对确定的机型,在一定的维修质量控制下,相应于确定的飞行重量和气象条件下,具有耗油量最低的飞行高度和飞行速度,定义为巡航高度和巡航速度,亦即巡航状态相应于经济效益最好的飞行高度和飞行速度。最大飞行速度常指最大允许飞行速度。2024/6/1910主要气象要素对飞行的影响Vn=(2G/Cyρs)1/2巡航速度:当飞机沿等压面飞行时:Vn=(2GRdT/CysP)1/2Vm=Vm0(288/T)1/2最大飞行速度:升力系数机翼面积干空气比气体常数Rd=287.1J/kg·K2024/6/1911主要气象要素对飞行的影响结论:当飞机沿等压面飞行时,巡航速度随T1/2的升高而增大;最大飞行速度与绝对温度的平方根成反比;在等温层尤其是逆温层中,空气密度随高度的增加减小较快,因而推力随高度减小也快,故当飞机爬高越过对流层顶时,推力明显下降,反之当飞机下降,由平流层进入对流层时,推力明显增大。当飞机穿越锋区时,推力也会有显著变化,有时短时间内可能减小(进入暖气团)或增大(进入冷气团)5%-10%。2024/6/1912主要气象要素对飞行的影响2、气温对燃料消耗、荷载和升限的影响小时燃料消耗量飞机飞行1小时发动机所消耗的燃料量,称为小时燃料消耗量。飞机升限飞机所能升达的最大飞行高度,称为飞机升限。续航时间:飞机持续航行的最长时间。2024/6/1913主要气象要素对飞行的影响理论得出飞机小时燃料消耗量与气温和气压的关系为:Ch=ChsP/Ps(T/Ts)1/2当沿等压面飞行时:Ch=Chs(T/Ts)1/2千米燃烧消耗量Ckm与Ch间存在下列关系:Ckm=Ch/VnS为标准大气下的相应参量2024/6/1914主要气象要素对飞行的影响若飞机总重量为W,则对喷气飞机有:W=Ws(Ts/T)5/4下标s为标准大气下的相应参量例:对120t重的飞机在30℃时必须比15℃时少7.5t载荷,而在0℃时则可增加8t载荷。2024/6/1915主要气象要素对飞行的影响小时燃料消耗量随气温的下降而降低,故巡航时的续航时间随气温下降而增长。千米燃料消耗量不随气温变化。结论:飞机荷载受气温的变化的影响很大。当气温高于标准大气的温度时,因空气密度减小,产生的升力也小,使飞机荷载减小,反之飞机荷载允许增大。气温高时,空气的压缩性较差,使发动机的增压比减小,同时因空气密度变小,又使发动机的进气量减小,这两个因素都可造成发动机功率降低,推力减小,升力也减小。2024/6/1916主要气象要素对飞行的影响在升限附近飞行,因燃料消耗量随飞行高度增加而减少,故可使航程增长。但飞行高度越高,迎角越大,飞机的稳定性和操纵性变差。正确地确定飞机升限和了解气象条件对飞机升限的影响,对于充分发挥飞机的性能,提高空运的经济效益,保障飞行安全都很重要。当在接近飞机升限高度上飞行时,气温升高10℃,若空速不变,飞机将掉高500米,这种温度的变化,在航程超过2000-3000千米,特别是沿南北向飞行时,是不难遇到的。
在提供高空飞行使用的天气预报中,必须指明实际气温相对于标准气温的正偏差值。2024/6/1917主要气象要素对飞行的影响3、气温对飞机起飞着陆的影响气温对起飞着陆的影响,主要表现为滑跑距离的长度。无论从飞行安全或机场建设需求考虑,都希望飞机的滑跑距离越短也好。高原机场的跑道与一般机场跑道哪个更长?L=Ls(ρs/ρ)3例如:对大多数喷气式飞机,气温每下降10℃,起飞滑跑距离减少10%,气温每升高10℃,起飞滑跑距离增加13%。2024/6/1918主要气象要素对飞行的影响结论:若气温升高,机场海拔高度增高,即气压减小,其离地速度和滑跑距离均增大。因为空气密度减小,要获得同样的升力必须增大空速,同时空气密度减小,发动机功率减小,飞机增速减缓,因而起飞滑跑距离增长。若气温升高,着陆滑跑距离和接地速度均增大。这就是高原机场的跑道比一般机场跑道长的原因。一般着陆滑跑距离小于起飞滑跑距离。国际民航组织ICAO(英文:InternationalCivilAviationOrganization,建议在起飞前两小时,对发动机进气口高度的气温预报,要精确到±2℃,远程飞行的飞机,要根据预报气温计算燃料和荷载,并在起飞前30分钟用实况进行校准。2024/6/1919主要气象要素对飞行的影响4、气温对气压高度表和空速表示值的影响气压高度表实际上是一个灵敏的空盒气压表,其高度标准是按照标准大气的气压高度公式来确定的。空速表空速表的感应部分同高度表一样也是对压强敏感的空盒,在空盒内感受的是全压,空盒之外感受的是静压,全压与静压之差为动压。2024/6/1920主要气象要素对飞行的影响为了获得准确的飞行高度,必须进行气压高度表的修正。飞行员可输入机载温度记录通过导航计算机或与无线电测高表示值的比较以确定真高。结论:为了获得真空速必须进行实际空气密度与标准空气密度偏差的修正。为了克服空速和表速太大的偏差,目前飞机上安装有双指针组合型空速表,宽指针表示的空速是按标准空气密度标度的,且未经仪器误差、安装误差和压缩性误差的修正,指示的空速就是表速。细指针表示近似的空速,考虑了标准大气条件下空气密度随高度递减的影响。2024/6/1921主要气象要素对飞行的影响二、气压对飞行的影响1、基础知识2、气压高度表拨定3、气压高度表的示值偏差和修正2024/6/1922航空运输与气象气压---气压用于高度表的拨正。着陆时,根据机场提供场面气压拨正高度表,以便掌握飞机本身的正确高度,特别是有低云的情况下,高度表拨正值正确与否,是非常重要的。2024/6/1923主要气象要素对飞行的影响1、基础知识本站气压:场面气压:气象台站的气压表槽部水银面高度上的气压。航空上常用的跑道以上3米高度处(相当于飞机重心高度)的气压。用以表示飞机在飞行中相对于跑道的高度。2024/6/1924主要气象要素对飞行的影响2、气压高度表拨定在飞行中,测量高度常同时采用无线电高度表和气压高度表。所测高度分为海拔高度,相对高度(相对于某一机场的垂直距离)和真高(距所飞跃地区地面的垂直高度)。无线电高度表可测真高,且对地形的任何变化都很灵敏。因而它主要作为标准仪表和复杂气象条件下的着陆使用。气压高度标是主要的航行驾驶仪表。用以显示飞行高度。2024/6/1925主要气象要素对飞行的影响3、气压高度表的示值偏差和修正高度表拨定后,由于其所示的高度与当时环境的气象条件有关,在飞行中高度表的示值即使相同,而实际高度并不都相同。在高空飞行时更是如此,因此须修正。修正实际大气条件与标准大气条件的偏差。海平面气压对标准大气压偏差;地面与飞行高度之间气温分布对标准大气气温分布的偏差。2024/6/1926主要气象要素对飞行的影响三、湿度对飞行的影响霜、露、凝结等形成过程对飞行环境的影响,从而影响飞行。2024/6/1927主要气象要素对飞行的影响四、风对飞行的影响1、风对起飞着陆的影响2、风对飞行航程的影响3、风对最短时间航线选择的影响2024/6/1928航空运输与气象风---飞机为了飞行时,升力与重量必须平衡。升力与空速的平方成比例。起飞和着落的时候,要迎风滑行,利用逆风分量增加空速,借以缩短滑行距离。在飞行的过程中,风关系到燃料消耗量,尽量选择顺风分量或逆风分量小的航向和高度,并对侧风作必要的偏流修正,可以节省航时和燃料。侧风和风的切变,使起飞和着落时操纵困难。各种型号的飞机都对准许的侧风风速做了规定,跑道出现大于准许的侧风时,飞机不能起降。2024/6/1929主要气象要素对飞行的影响1、风对起飞着陆的影响飞机的起飞着陆通常要求在逆风条件下进行。据逆风分量的大小,可相应增加飞机载重量。在有侧风(风向与跑道方向有交角)尤其是侧风分量(指风沿垂直于跑道方向的分量)较大时,飞机的起飞和着陆的操纵会变得比较复杂。在侧风中着陆比起飞困难更大。影响起飞着陆安全的侧风分量的最大值,称为最大侧风分量。其值决定于飞机构造特征和翼荷载。2024/6/1930主要气象要素对飞行的影响2、风对飞行航程的影响顺风飞行,则可以增加航速,使飞行时间减少。在北半球中高纬度上空,常年盛行西风。一般来说风速的垂直分布随高度向上增大的。9-12千米的风速较3-5千米的风速大三倍以上。有经验的飞行员就可以根据不同高度的风向、风速大小,来选择有利节油的飞行高度。如逆风飞行时,可选择较低的飞行高度;顺风飞行时,就选择较高的飞行高度。2024/6/1931主要气象要素对飞行的影响一般情况,为了节省燃料,最好在水平飞行的最大容许高度上飞行。因为在这种情况下,燃料消耗量最小。航程比较短时,爬高和降低高度就占用了整个飞行剖面的很大一部分。飞机爬高用去的燃料消耗量很大,以致超过了高空飞行节省下的燃料。长距离的洲际飞行,在最大容许高度上飞行最有利。在决定最有利的航线飞行剖面时,不仅考虑温压场和风的状况,还应考虑有无危险天气现象,避免返航和中途转场。在国内飞行。高度是东单西双。。每300米一个高度层。2024/6/1932主要气象要素对飞行的影响飞机巡航飞行时受空中风的影响,常把空速(其方向为航向)、地速(其方向为航迹)和风3个矢量组成航行速度三角形,如图所示。α地速真空速α真空速地速α称为偏流角,航向到航迹顺时针旋转称为右偏流或正偏流。反之,称为左偏流或负偏流。2024/6/1933主要气象要素对飞行的影响3、风对最短时间航线选择的影响最佳航线的确定,首先在航图上画等时线,再根据等时线逐段确定最短时间航线。
等时线是飞机从某一点出发后,在一定时间内可能飞到的最远的各点的连线。2024/6/1934重要天气现象对飞行的影响重要天气现象对飞行的影响★云对飞行的影响★降水对飞行的影响★地面和近地面的凝结和冻结现象★产生视程障碍的天气现象★雷暴对飞行的影响2024/6/1935重要天气现象对飞行的影响一、云对飞行的影响云中飞行时飞行员在生理上和心理上易产生异常反应和错觉。此时应坚信仪表,切忌只凭主观感觉来操纵飞机。云中一般能见度恶化,有些云中伴随产生飞机颠簸和飞机积冰,飞越锋面云系更应注意云内湍流区的扰动和过冷却雨区或毛毛雨区的严重积冰。对流旺盛的积雨云伴有闪电雷鸣,阵风暴雨,有时还出现冰雹,龙卷风是飞航中可能遇到或误入的最恶劣最危险的天气。2024/6/1936重要天气现象对飞行的影响二、降水对飞行的影响降水对飞行有多种影响,包括:①使能见度减小,且空速越大,能见度越小,降雪区能见度更低;②过冷却雨滴易造成飞机积冰;③大雨、暴雨可使发动机熄火;④大雨雨滴打击机身引起动量损失,升力减小,造成机翼空气动力粗糙度恶化,使阻力增加,自重增大;⑤暴雨下方易出现强下沉气流,严重影响飞机着落;⑥降水改变跑道使用性能(跑道积水,结冰,积雪)。2024/6/1937重要天气现象对飞行的影响三、地面和近地面的凝结和冻结现象地面和近地面层的凝结、凝华和冻结现象易造成飞机安全起降。即跑道潮湿引起滑动摩擦力减小,也可造成停机附着水或结霜。2024/6/1938重要天气现象对飞行的影响四、产生视程障碍的天气现象产生视程障碍的主要天气现象包括雾、霾,烟幕,沙暴,扬沙、浮尘、吹雪、降雪和降雨。2024/6/1939重要天气现象对飞行的影响空中能见度飞行中从飞机上观测到从周围背景上的具体目标的最大距离称为空中能见度。按飞行中观测不同,空中能见度可分为水平能见度、垂直能见度和倾斜能见度。着陆能见度飞机下滑着陆时,飞行员能看清跑道近端的最大距离称为着陆能见度。着陆能见度一般小于气象能见度,约为气象能见度的一半左右。2024/6/1940重要天气现象对飞行的影响跑道视程指飞行员在位于跑道顶端中心线的飞机中,目视平均高度(3-5m)上,观测起飞或着陆方向看清跑道、跑道面标志或指示跑道的边灯或中心灯的最大距离R。对于飞机的起飞、着陆来说,目测气象能见度往往不能满足航空服务需要,尤其是能见度较差的情况下。为此发展了跑道视程探测系统,应用于气象能见度<2000km情况下。2024/6/1941重要天气现象对飞行的影响五、雷暴对飞行的影响在雷暴中飞行的主要危险包括:1、云中强烈湍流和阵性垂直气流造成飞机强烈颠簸,使飞机偏离航向,不能保持飞行高度,飞机操作性恶化;2、在温度低于0℃的积雨云中飞行可出现强烈的飞机积冰;3、云中云下阵风和强烈的风切变可造成飞机失速、倾斜,严重偏离航道而失事;4、飞机易遭雷击,干扰无线电通讯;5、冰雹龙卷对飞机的毁坏及停场未入库飞机的损毁。2024/6/1942重要天气现象对飞行的影响为避免飞机进入雷暴云区,在制定飞行计划时应根据天气预报避开航线上的雷暴云区。在飞行中可依据地基雷达和机载雷达关于雷暴源地移向移速的情报饶过飞行危险区,飞机距离机载雷达指示的雷暴单体不得小于15千米;无机载雷达时,允许目视饶过雷暴附近的浓积云和积雨云,但距离不得小于10千米。2024/6/1943重要天气现象对飞行的影响若规定高度不能饶行时,只有白天目视在不进入阵性降水区的降水条件下,才能采取云下通过方式,并要求离云底和离地面的飞行高度均不得小于200米;当飞机从上空飞越单体雷暴时,飞机离雷暴中心不得小于50千米,离云顶不得小于500米;即使在航线上出现分散的雷暴单体群时,一般不宜穿飞,因在10-20分钟内,雷暴可产生很大变化,穿飞有被吸入云中的危险;若意外的发现飞机进入积雨云中时,因立即采取措施,如关闭通讯设备,收起下垂天线,保持在0度以上较高温度区或在0度以下甚低温度区飞行,并将速度调整至安全高效的速度值以防不测,尽快飞离雷暴云区。2024/6/1944影响飞行的主要天气影响飞行的主要天气★飞机飞行的气象条件★锋区对飞行的影响★急流对飞行的影响★风切变对飞行的影响★飞机颠簸对飞行的影响★飞机积冰对飞行的影响★飞机尾迹2024/6/1945影响飞行的主要天气一、飞机飞行的气象条件1、最低气象条件在诸多气象要素中,云、能见度和风是影响飞行活动的最经常的三个基本气象要素。在日常飞行活动中所谓“机场关闭”,就气象条件而言,即以云高和能见度值作为标准。机场最低气象条件;飞机最低气象条件;机长(飞行员)最低气象条件。2024/6/1946影响飞行的主要天气二、锋区对飞行的影响飞机通过锋区的主要危险是风切变、湍流和飞机积冰。三、急流对飞行的影响飞机遇到急流的主要危险是风切变、飞机颠簸。在顺风时可以利用,缩短航时,节约燃料,逆风时尽量避开。2024/6/1947影响飞行的主要天气四、风切变对飞行的影响低空风切变:指高度600m下风向风速突然变化的现象。它是飞机起飞和着陆阶段威胁飞机安全的主要危险天气。航空气象上根据风场的结构,把风切变分为:垂直切变,水平切变,垂直气流切变;根据飞机相对于风矢量间的不同情况,又可把风切变分为:顺风切变,逆风切变,侧风切变,垂直气流切变。
2024/6/1948风切变的类型根据风场的结构划分:(1)风的垂直切变:指在垂直方向上两点之间风速和(或)风向的改变。(2)风的水平切变:指在水平方向上两点之间风速和(或)风向的改变。(3)垂直气流的切变:指上升或下沉气流在水平方向(或航迹方向)上的改变。
2024/6/1949风切变的类型按航迹方向分(1)顺风切变:沿航迹(顺飞机飞行方向)顺风增大或逆风减小,以及飞机从逆风进入无风或顺风区。顺风切变使飞机空速减小,升力下降,飞机下沉,是比较危险的一种低空风切变。(2)逆风切变:沿航迹逆风增大或顺风减小,以及飞机从顺风进入无风成逆风区。逆风切变使飞机空速增加,升力增大,飞机上升,它对飞花的危害较顺风切变来说要轻些。2024/6/1950风切变的类型(3)侧风切变:飞机从一种侧风或无侧风区进入到另一种明显不同的侧风区。侧风有左侧风、右侧风之分。侧风切变可使飞机发生侧滑、滚转或偏航。2024/6/1951影响飞行的主要天气2024/6/1952影响飞行的主要天气五、飞机颠簸对飞行的影响飞机颠簸:指飞机遇到扰动气流或受到不均匀空气动力冲击,造成飞机左右摇晃,前后颠簸,上下抛掷以及局部振颤等现象使得飞机操纵困难,仪表不准。大气湍流是引起飞机颠簸的主要原因,而且只有大气湍流的尺度与飞机尺度(15~150cm)相当时,才容易引起飞机升力显著变化而造成颠簸,可把这种尺度的大气湍流称为飞行湍流。2024/6/1953引起飞机颠簸的大气湍流分类※动力湍流---地形起伏度、风速、大气稳定度※热力湍流---热力原因引起,取决于大气稳定度※风切变引起的湍流---风切变越大,湍流越强※尾涡湍流---飞机飞行在其后产生的尾流近地面层气流遇到障碍物滑流、紊流、尾涡尾流的强度由产生尾涡的飞机重量、飞行速度和机翼形状所决定,其中最主要的是飞机的重量。尾涡强度随飞机重量、载荷因数的增加和飞行速度的减小而增大,曾测得最大的湍流切线速度达67米/秒。2024/6/1954飞行时,由于翼尖处上下表面的空气动力压力差,产生一对绕着翼尖的闭合涡旋,就是尾流。/v_show/id_XNzA5NzE1MDQ0.html2024/6/1955影响飞行的主要天气晴空湍流(CAT)常指出现于6000m以上高空的稳定层结中,由风的垂直切变不稳定引起的波形破碎分裂的不同尺度湍流。飞机一旦进入,往往突发颠簸,在中纬对流层中上部遭遇率约10%,低纬更高达15%~20%,其中轻微至中度颠簸的累积频率为95%,强烈颠簸仅占5%。2024/6/1956几种环境条件下的飞机颠簸1)云中颠簸
2)锋面颠簸
3)急流颠簸
4)地形颠簸
5)晴空颠簸2024/6/1957影响飞行的主要天气六、飞机积冰对飞行的影响飞机在含有过冷却水滴的云或雨中飞行时,如果飞机机体的表面温度低于零度,过冷却水滴碰撞在机体上就会立即冻结累积起来,这种现象叫飞机积冰。飞机积冰:积冰强度分为四级:弱积冰:积冰厚度小于5厘米;中度积冰:积冰厚度在5~15厘米;强积冰:积冰厚度在15~30厘米;极强积冰:积冰厚度大于30厘米。2024/6/1958影响飞行的主要天气积冰的气象条件是:温度为-12~0℃的云或雨。因为在这种温度下,云还是液滴的,而水滴是过冷却的。因此,云的垂直高度、云中温度状况,可以准确评价积冰条件。飞机起飞前,可以根据有关积冰区域、高度、强度的预报,选择最佳高度、航线、避免或减轻积冰危害。在冬季,最好向高处飞,飞向温度较低的区域;而在夏季,则往低处飞,飞向正温度的区域。风洞试验表明,当机翼前缘有半英寸厚的积冰时,会减少50%的升力和增加60%的阻力。2024/6/1959影响飞行的主要天气七、飞机尾迹飞行中,机后有时可见一条或数条“白烟”,在晴空可在薄云中有时也可见。那是什么呢?实际上它是飞机排出的废气,产生的水汽凝成物或加热引起的薄云层中蒸发留下的缝隙。在航空气象上把它称为飞机尾迹。飞机尾迹对飞机的飞行性能没影响,但在军事上有一定战术意义。2024/6/1960航空天气预报及其应用航空天气预报是在天气形势预报的基础上,经分析、计算、诊断得出的服务于整个飞行活动的专业天气预报。航站(机场)天气预报航线(航路)天气预报区域航空天气预报2024/6/1961水上航运与气象主要内容海洋气象导航※内河航运与气象装卸、港务、新船下水与气象2024/6/1962海洋气象导航
20世纪40年代末,美国海军提出气象航线的概念,在理论和方法上进行研究并从实践上加以验证。50年代初,气象导航技术在民用航海上得到应用和发展,并成立专门的气象导航机构。此后,英国、荷兰、日本、苏联、丹麦等国也建立类似的机构。气象导航对民用航海事业有明显的效益,全世界每月接受导航的船舶在1000艘以上。中国于1981年开始气象导航的理论研究,1988年建立相应机构,并正式开展海洋气象导航服务。2024/6/1963海洋气象导航海洋气象导航实时业务系统我国的海洋气象导航起点较晚,从1975年开始实验研究。1983的首次实船试验获得成功,开创了我国现代海洋气象导航业务工作。1985在重点一直大连协作片气象导航研究成果的基础上,加以改进,优化和扩充,建立了我国全球船舶气象导航业务系统。1989年,中央气象台海洋气象导航中心2024/6/1964海洋气象导航核心技术包括:(1)由多台气象导航专用微机与巨型计算机联网的自动化程度较高的业务系统。(2)研制了全球导航专用的电脑图形显示软件和全球气象航位检测系统。(3)建立了全球水文气象数据库,研究不同船舶的运动特征性能。(4)开发了全球航线计算优选和航次评估自动化技术。2024/6/1965海洋气象导航船舶气象导航可分为岸上气象导航(简称岸导)、船舶自行气象导航(简称自导)和船岸结合导航三种方式。目前,岸导已具有比较成熟的导航技术和工作系统;自导和船岸结合的导航未得到广泛的应用。2024/6/1966岸导――由岸上成立的专门船舶气象导航机构,为船舶提供优选航线和跟踪导航服务。
自导――船长根据所能得到的气象和海洋资料,结合本船性能和装载情况,经综合分析自行选择最佳路线。
船岸结合导航――岸导机构为船长提供初始推荐航线和中期天气、海况预报,最后由船长选定航线;或是岸导机构为船长提供第一阶段航线(从进入公海开始至48h的这段航线),并在航行中不断提供气象、海洋方面的预报资料,以后的航线设计由船长完成。2024/6/1967海洋气象导航岸上导航机构拥有经验丰富的各种专业人员,其中主要包括气象、海洋学专家、航海家、船长、操作计算机和编制程序的专业人员。拥有大容量、高速度的计算机,用来处理处理大量的观测数据,制作预报及进行优选航线计算。拥有快速有效的通讯网络,它一方面用于与气象组织联网,以取得大量的气象、海洋情报资料;另一方面用于船舶的通讯联系。2024/6/1968海洋气象导航为船舶横渡大洋优选最佳航线,以航行海区的气象和海况的预报信息,船舶的装载量和运动性能为依据,运用最优化的原理,通过计算机程序处理,求解能避开恶劣风浪区的安全、省时、经济的航线,并在此基础上实现全航跟踪服务,气象保障咨询,以实现全航程安全、可靠、高效。海洋气象导航技术原理2024/6/1969北海预报中心北海预报中心拥有先进的VAST卫星通信传输系统,可获取全球的海洋、水文气象资料、全国沿海海洋监测站的海洋水文、气象资料,国内外的数值预报产品,提供全球尺度的海洋环境信息;拥有先进的计算机处理系统,可快速处理全球海洋、气象实时资料,制作数值预报产品;拥有先进的卫星遥感系统,可实现对极轨和同步气象卫星遥感信息的实时采集、处理,获取海温、海冰、赤潮等遥感信息,并实时连续动态监测;拥有北海区海洋监测站实时资料通讯系统,实时获取渤海、黄海沿岸及海洋浮标监测资料,并可通过网络共享全国沿海海洋环境监测资料。拥有多套环境数值预报系统,可进行海浪、风暴潮、海冰、海温、溢油飘溢扩散、泥沙运移、海洋污染物扩散等方面的预报及数值模拟。
2024/6/19701)地面气象资料
2)高空气象资料
3)波浪资料
4)卫星气象资料
5)冰况资料
6)海流资料
7)飓风、台风等警报资料,通过电传、传真机
或国际互联网获得。
8)航海资料
9)船舶资料导航使用资料2024/6/1971海洋气象导航是充分考虑浪、涌、风、流等因素,避离灾害性风浪区,在保证航行安全的条件下,使航行时间最短、经济效益最高。气象导航的特点浪、涌、风、流等海洋水文气象要素对舰船航速的影响关系式,称为船舶失速函数,可由船模试验或用统计数学方法处理实际航行结果获得。气象导航机构须搜集和确定各种类型舰船的失速函数。2024/6/1972海洋气象导航航线拟订原则:航线设定坚持安全、经济,选择天气系统最有利的部位,尽量趋于顺风,顺浪,顺流的海域,充分利用中等风力的顺风,相对平静的海况及与航向一致的定常海流,规避风暴袭击,保障船舶在跨洋航行中节省燃料,缩短航时,提前或准时抵达目的港。关键:准确、及时掌握全球气象和海况资料,由此获得比较准确的天气预报。2024/6/1973海洋气象导航较佳的“气候航线”除了要考虑基本不变的因素如港湾、冰原、暗礁等以外,还要考虑常年的海洋因素(洋流、冰山、流冰等)和常年的气候因素(盛行风、大风、风暴和能见度等)例:从上海到加拿大,如在40°N以北跨越太平洋,要经过副极地低压带,冬季常有低云和雨雪,夏季常有雾;发展较深的温带气旋会带来大风。如果在35°N以南航行,能见度良好的频率在95%以上,是一条较好的“气候航线”,又称气候定线或习惯航线。2024/6/1974海洋气象导航
预报时效:目前对大洋的天气海况预报水平受限制,有价值的仅为约一周,超过一周的航线设计必须采用接力方法,即在一周数值预报之后,采用历史相似型法或气候场或风暴模型法来确定当天气形势少变(相当于风暴系统呈规律性移动或变化缓慢)时所选的最佳航线效果较好;当天气形势处于调整阶段时(例如影响航线的天气系统可能发生突变,并引发气旋爆发性发展事件危及航线安全)时很难得出明确的始终如一的最佳航线,为此常先推荐一条初始的战略航线,再根据天气形势演变逐段修改航线,主动避开恶劣风暴海域。2024/6/1975海洋气象导航发出航线预报后,预报机构还要跟踪船只。作出短期预报,随时提出航线的修订,指导船只平安到达彼岸。编制“气象航线”主要以中期预报为根据,而中期预报的制作,除了参考数值预报外,大多以天气气候统计为基础。2024/6/1976海洋气象导航气象导航服务与效益申请导航的船舶,应在起航前24-48h提出,并将导航要求和船舶情况通知气象导航机构。接受气象导航可以带来很可观的效益。对于受导航船舶遭遇恶劣天气袭击机会明显减少,安全系数提高,可以节省航时、节约燃料等,大概每航次节省4.9万元。2024/6/1977内河航运与气象突发性的强对流天气和浓雾(包括特定河段地形雾)是内河航运的大敌。特殊的地形,绕山气流,下山风,局地旋风也常对航船造成不安定因素。必须从调查,勘测入手,充分的作好天气预报和发布警告。对于雾,要进行专项预报服务。内河航运与气象2024/6/1978装卸、港务、新船下水与气象港口装卸除了短期天气预报外,有时对3-5h短时天气尤其是大风,降雨天气敏感。雷暴活动区域,船舶可能成为雷击目标,必须装备好防雷设备,选择晴天进行装卸。化工原料运输怕高温自燃,需要高温预报。煤炭作业易受暴雨流失,降水预报甚为重要。装卸、港务、新船下水与气象2024/6/1979装卸、港务、新船下水与气象不同气候带渡航,要注意货物的温湿特性.应及时掌握相关数据。建立预防,预警和人工强制通风,人为干燥去湿设备和措施,实现底舱小气候调节。新船下水作业和气象条件关系很密切,甚至决定成败。其中大风的影响最大。2024/6/1980公路运输与气象影响公路交通运输的主要天气灾害主要内容公路工程设计和施工翻浆对公路结构的影响2024/6/1981影响公路交通运输的主要天气灾害降雨(暴雨)---路面潮湿、山洪爆发、泥石流、滑坡、洪涝灾害(积水、公路水毁等)降雪(冰雪)---积雪、冰雪埋路、公路吹雪、雪阻雾---能见度差风(强风)---转向或翻车、沙尘暴、吹雪等冰和霜---路面打滑高温---汽车性能、司机身心健康公路交通受天气影响最大的问题是降雨和路面潮湿。盐湖公路泛潮2024/6/1982影响公路交通运输的主要天气灾害---洪涝洪水对公路的破坏严重。1963年海河大水冲毁河北省保定、石家庄、邯郸等地的公路6700公里;1981年四川洪灾造成全省80条公路干线和48条县级以上交通线中断;1985年辽河大水,辽宁有9条国家级公路受到冲击,有的中断,有的勉强维持通车。8条省级公路,70余条县级公路无法通车,此外,山洪爆发和泥石流对公路运输也构成很大威胁。中国西部川藏、川滇、滇藏、川陕、川甘、滇黔等10余条国家公路干线常受到泥石流、滑坡的袭击。川藏公路沿线有大型泥石流沟157条,每遇暴雨、泥流肆虐,全年全线通车时间不足半年。公路水害每年都有发生,全国每年平均损失3亿4千万元左右。2024/6/1983影响公路交通运输的主要天气灾害---洪涝2005年8月12日至13日,浑河、太子河、辽河、大凌河流域的强降雨过程。辽宁省共44条干线、128条县级公路发生水毁。在这次洪灾中,抚顺、铁岭、本溪地区受灾较为严重,清原地区通往抚顺、沈阳方向的公路全部中断交通。国道黑大线清原至南杂木段1座中桥、6处桥头引道和9处路基被冲毁;省道铁长线南杂木大桥被洪水冲塌4孔。沈抚高速公路李石寨桥冲毁2孔,中断交通。初步统计,共冲毁路基1056.7万立方米,防护101.4万立方米,桥梁581座/14811.8延长米,涵洞1746道,路面614.6万平米。水毁损失总金额为125001万元。2024/6/1984影响公路交通运输的主要天气灾害---泥石流泥石流是一种自然灾害。当泥石流发生时,洪流中不仅有大量泥沙石块,也夹杂着洪水或冰雪融水等,它们混合成一股黏稠的泥浆,像脱缰的野马一般,沿陡坡奔腾而下。泥石流所到之处,良田变荒漠,房屋变废墟,冲毁路基、桥梁,给人类的生命财产带来极大的损失。
2024/6/1985影响公路交通运输的主要天气灾害---泥石流据统计,全世界每年都要发生近10万次大大小小的泥石流。1970年南美洲秘鲁的安第斯山脉曾发生一次冰川泥石流,3010多万立方米的冰雪泥石一下子冲入一个名叫罗嘉依的城镇,顷刻间,全城被彻底淹埋,3万居民全部遇难。2024/6/1986影响公路交通运输的主要天气灾害---泥石流泥石流形成原因:
泥石流是山体松动造成的,常常发生在半干旱的山区或高原冰川区。这里地形陡峭,树木植被很少,一旦暴雨来临或冰川解冻,石块吸足了水分,便出现松动,开始顺着斜坡向下移动。随着互相挤压、冲撞,大大小小的泥石夹杂着泥浆水,汇成一股巨大的洪流滚滚而下,于是就出现了泥石流。2024/6/1987影响公路交通运输的主要天气灾害---泥石流泥石流的气象成因:主要是雨季暴雨浸渍冲泡,在冰川区还包括冰雪消融与暴雨联合作用。泥石流的公路危害:主要分布在我国西南、西北和华北15个省区,其流动容量约为1.3-2.3t/m3,其中干物质重占总重量的30%~85%不等。可造成淤埋公路,堵塞江河,淹没江河,淹没公路,冲毁桥涵,冲刷路基,桥基等现象。泥石流的定义:山区大量泥沙和石块,被水浸润后,在重力与水的作用下造成的突然爆发的、含有大量泥沙和石块的洪流,称为泥石流。
2024/6/1988影响公路交通运输的主要天气灾害---泥石流以秦岭淮河为界,界南当一次降水量不足50mm,即小于暴雨标准,也可引发泥石流,常称为雨洪型泥石流;界北一次降水量也必须大于50mm,才能形成泥石流。实际引发泥石流的降水特征既与降水量有关,还与降水强度有关,具体指标还随当时的地形,地质和土壤条件而变化。冰川泥石流还与前期的降雪量,湿度,季节有关,常与雨量相重,主要发生在5-8月,气温7-11℃。泥石流形成标准:2024/6/1989影响公路交通运输的主要天气灾害---雪阻高速公路关闭雪阻归途2024/6/1990影响公路交通运输的主要天气灾害---雪阻积雪---积雪大于30cm,汽车运行困难,大于50cm车辆无法通行,积雪2-15cm交通事故最多,积雪大于15cm出车率少。冰雪埋路减阻方法:既可采用撒盐促融,也可用机械铲雪或扫雪,最快最有效的是撒盐和扫雪配合除冰雪,至今仍认为积雪路面撒盐是除冰雪的最经济,有效和安全的方法。还可以撒沙、燃煤渣(用量多、失效快);流水(较暖河水)冲雪融化。2024/6/1991影响公路交通运输的主要天气灾害---雪阻吹雪雪阻---又称风雪流雪阻,与风沙流、泥石流类似,强劲的风雪流可造成积雪迁移,阻塞交通。形成吹雪雪阻条件---(1)大量的干雪;(2)使雪粒起动的大风(5-7米/秒);(3)适宜的地形。风雪流中雪粒运动形式---分为蠕动、跳跃和悬移三种。蠕动表现为大的雪粒沿表面滚动;跳跃指雪粒在涡动风力作用下,垂直跃升,渐以小角度返回;悬移指雪粒在较大风力作用下悬浮于空中随风漂移。这三种运动方式中以雪粒跳跃为主。2024/6/1992影响公路交通运输的主要天气灾害---雪阻
风雪流对公路的危害类型---(1)迎风阻塞型堆积;(2)背风型沉积;(3)弯道绕流型堆积。防治措施---原则上应以预防为主,工程治理为辅。首先在风雪流地区选线,应使高出地面的上坡线高于平均积雪深度,尽量按直线设计,避免切割;其次在路基坡度设计上设计优化,目的在于使积雪产生运动,不致在路面沉积,一般采用平坡宽肩和浅而宽的沟。在某些情况下运用雪篱防治雪阻:收集篱;固导篱;鼓风篱。2024/6/1993影响公路交通运输的主要天气灾害---雪阻雪崩雪阻---主要出现在山区,一般当公路两侧坡度在30度以上时。30cm厚的积雪并伴有一定风力就可能出现雪崩,阿勒泰,塔城山区以及天山西部常伴有雪崩发生,掩埋公路,难以清除,而且融雪水对路基和路面的损毁也很严重。通过降雪预报加强有关路段的巡视,及时通报,以防途中汽车受阻。2024/6/1994影响公路交通运输的主要天气灾害---强风引起公路事故的风速临界值常取15m/s,相应阵风可达22m/s。若同时伴有雨、雪、冰,则问题更大,因此时汽车更不易控制。
为了减少因大风关闭公路的时机,普遍采用半渗透栅篱削风装置。由高3m、60%遮蔽度的削风篱位于公路近侧,它可减小潜在风速危险界限并能间接减小局地风力噪声。削风栅篱往往具有边缘效应,只有通过外场实测才能推广应用。2024/6/1995影响公路交通运输的主要天气灾害---强风在某些风向下,削风不足反由间隙的狭管效应而使风力增强,削风栅栏应位于阻风的直角方向;削风栅篱可引起冬季吹雪雪阻;若应用于长跨度桥结构,3m高的削风栅篱将使全桥风力负荷增大;因削风栅篱能挡住直接辐射,在冬季使积冰现象增强。主要问题:2024/6/1996例:新疆塔城构筑12万亩生态林
老风口地处塔城西北部。每年8月至翌年5月,三天两头刮大风,现代化的越野车动辄被风掀翻。由于风大,这里的道路抢险车只能用底盘很重的大型装甲运兵车。为降风魔,自治区成立了“老风口公路风害防治研究组”。经过20多年不懈努力,研究组终于找到了降伏风魔的妙药———以“乔灌草结合,多层次交错,多树种相间”方式,构筑防护林网阻风挡雪。影响公路交通运输的主要天气灾害---强风05年的老风口,24条宽大的乔灌草林带依次排开,绵延28公里,林草总面积超过12万亩。专家最新测算表明:由于防护林网的作用,林区内风速较旷野降低了47.3%。林区小气候也明显改善,空气湿度提高了5%,蒸发量则减少20%。连续4年,老风口没有发生过风阻道路或因风造成的人畜伤亡事故。2024/6/1997影响公路交通运输的主要天气灾害---沙尘暴沙尘暴多指8-9级以上强风,把大量沙尘卷入高空,沙暴推进时,其前锋往往形成一道高数百米乃至上千米的尘墙滚滚而来,过境之处天昏地暗,水平能见度极低,尘暴在高空可飘移数千米。沙尘暴的定义和特点特点:具有突发性,在我国西北、华北地区春夏季时有发生,对公路铁路交通危害甚大。2024/6/1998影响公路交通运输的主要天气灾害---高温气温高于30℃,因空气密度小,使进入汽缸的混合气不易被火花塞的火花点燃,使发动机难以发动;气温增温使耗油增加,日平均气温高于20℃,每升高5℃,耗油量增加5%;高温易使驾驶员疲劳甚至中暑.城市高温天气,事故频发,常表现为初日或持续数日高温适应使交通事故增多。2024/6/1999盐湖公路泛潮吸湿泛潮----是指盐湖公路由盐岩筑成,当盐岩吸湿达饱和时,盐岩溶解在公路表面层出现饱和卤水,此现象称为吸湿泛潮。人工泛潮或降水泛潮-----由于养路需要人工撒卤水或自然降水,也使路表层达饱和,此为人工泛潮或降水泛潮。2024/6/19100盐湖公路泛潮盐湖公路泛潮是气象、水文、地质等因素综合作用的结果。泛潮多出现在后半夜至清晨,强泛潮也可持续数日。晨8时当相对湿度大于45%时,水汽压大于7.4hPa时常出现泛潮,可作为夏季6-8月份泛潮日的湿度指标。有降水出现时,湿度低于上述指标也可出现泛潮。盐湖公路泛潮气象指标2024/6/19101盐湖公路泛潮大于0.1mm的微量降水为降水泛潮指标,实际仍为吸湿泛潮,尤其是从夜间至清晨由天气系统引起微量降水,一般都能引起泛潮,冬季更是如此。但夏季午后由局地对流云引起的阵性微量降水,一般不会引起泛潮,因此时气温高,相对湿度小,岩盐吸湿能力尚未达到饱和状态。夜间湖水区或露天卤水矿沟,顺风风力4-6级可作为路面泛潮的风向风速指标,因此时随风带来大量水汽造成泛潮的有利水汽条件。2024/6/19102盐湖公路泛潮考虑到蒸发量是气温、湿度、风等要素的综合反映,当日平均蒸发量低于当月平均蒸发量时,易出现泛潮,可作为公路泛潮预报指标。盐湖公路有利于行车天气为晴,风小(小于4级),湿度小。汽车货运尽量安排在冬半年。不利行车天气为阴,湿度大,风大,有微量以上降水,5-9月路面泛潮占全年的71%以上。一旦出现泛潮,汽车车速(小于30km/h),不换档,不刹车,不减速,打滑时随车尾摆向而使方向盘随之打同向。2024/6/19103公路工程设计和施工公路的选线设计事先必须了解当地气候资料,包括暴雨频率,强度,汇水区面积积雪厚度,风的风向风速及其分布和变化。避开泥石流和雪崩频发区,确定适宜的路基高度和桥涵孔径。山区公路建设要充分考虑局地雾的影响,避开山谷,洼地
。冲击扇,桥涵设置适离泥石流,沟口。为了防止泥石流危害,在泥石流可能爆发区选线时应“避”重就“轻”,尽量采用高线,在宽谷段,线路宜走。2024/6/19104公路工程设计和施工公路施工,尤其是铺沥青路面应选择在高温少雨季节,以盛夏为铺沥青路面的黄金季。此时能减少油,油沙,碎石的消耗,宜混合拌撒,粘着力强,工效高,质量好。铺路时不得出现降水,因降水使路基与沥青、沙子隔成两层皮,不能保证路面质量,而且铺沥青后1-2天也不能出现中雨以上降水。必须在气温高于15℃条件下作业,否则降低沥青黏着度,难以压路成型。路基施工应选在干燥季节,否则地基太湿或斜坡太湿,减弱地基强度,引起下陷,滑坡将直接损坏路面,最佳土壤含水量为12%—14%。2024/6/19105公路工程设计和施工水泥或沥青路面设计寿命,理论上可达20—40年,但因路面温度变化,实际3-5年即损坏。路面温度65℃以上沥青路面融化,水泥路面扭曲损坏,气温高于30℃时,沥青路面易软化,发粘,既影响车速也易损害路面平整。寒冷地区道路出现特有的冻害现象,目前已注意将路面温度同气候资料建立联系通过导热理论来确定路面温度变化规律以完善路面设计并和路基配合。2024/6/19106翻浆对公路结构的影响公路翻浆---是季节性冰冻地区特有的公路病害,主要表现为春融期间潮湿地段由于土基含水过多,强度急剧下降,因行车载重,路面发生弹簧、裂缝、鼓包和冒泡等现象。翻浆主要发生在东北平原、华北平原、青藏高原、新疆、甘肃河西走廊,宁夏黄灌区,陕西渭河平原,青海湖畔等地。2024/6/19107翻浆对公路结构的影响一条老化公路由于翻浆严重,两辆大货深陷其中“不能自拔”,它们身后,憋住了数十辆“追随者”,形成一条长长的“车龙”。记者在采访中得知,这条公路车流量很大,尤其是有很多超载重型货车通过,而3天来已有近30辆车遭受“沦陷”之苦。2024/6/19108翻浆对公路结构的影响当路基表层土开始冻结时,在土粒分子引力和渗透压力差的共同作用下,薄膜水从水膜较厚处向较薄处移动,并逐层下传。当未冻区有充分的水源供给时,水分连续移动,使路基上部大量聚冰。这种由于结冰和温度差异使土壤水分从温度高的未冻区向温度低的冻结区移动聚集现象称为聚流。冬季地面初冻,气温维持,冻结线在某一深度停滞形成聚冰层。聚冰层的厚度和位置对翻浆程度有显著影响。如较厚的聚冰层位于土基上部,则翻浆程度就重,若较薄的聚冰层位于土基下部则翻浆轻或不翻浆,若聚冰层位于良好的铺砌层内,则不会发生翻浆。翻浆产生原理2024/6/19109翻浆对公路结构的影响过量的冻胀尤其是聚冰层偏于路基上部可使柔性路面鼓包开裂,使刚性路面错裂或折裂。冻胀大小表征路基水分累积量的多少。一般冻胀大,路基水分多,春融期就易发生翻浆,反之翻浆的可能性就小。冻胀作用2024/6/19110翻浆对公路结构的影响影响翻浆因素
土质:内因(粉性土、粘性土、沙性土)
温度:条件(冻结温度、冷量)
水分:载体(地表积水和浅地下水提供水源、秋雨和灌溉使地下水位升高)
路面结构:(黑色路面透气性差,路基水分不易蒸发)
行车载荷:外部触发条件(交通量和车辆重量)2024/6/19111翻浆对公路结构的影响公路翻浆等级轻型--路面龟裂、湿润、轻微弹簧;中型--大片裂纹、路面松散,局部鼓包车辙较浅;重型--路面严重变形,翻出泥浆,车辙很深。公路翻浆预报原则上根据当地冻土深度、土质、所含水分特征选用适宜的预报指标。2024/6/19112铁路运输与气象一、铁路的主要气象灾害二、沙漠地区铁路工程与气象三、铁路线路的胀轨跑道,断轨的气象条件和预报服务。主要内容2024/6/19113铁路的主要气象灾害
铁路作为陆上交通重要的载体,对天气气候的影响反应十分敏感。大风,暴雨,积雨,泥石流影响铁路正常运行,编组装卸等露天作业,甚至对铁路设施造成破坏,引起列车颠覆等重大灾害事故。铁路运输调度指挥的重要工具——大-暴雨路基塌方专项天气预报。2024/6/19114铁路的主要气象灾害1、铁路水害主要指暴雨引起的山洪和河流泛滥(包括塌方,滑坡,泥石流)冲毁铁路和桥梁,以及淹没铁路造成交通中断或列车事故的发生。
我国铁路水害比较频繁,根据80年代以来的统计,主要铁路干线,平均每年因水害中断铁路运输100次以上,其中列车脱轨颠覆重大事故平均每年6次。近40多年中,平均每年因洪涝、泥石流等灾害导致列车脱轨、覆盖等重大行车事故有5起左右,中断行车5天以上的累计有60多次。2024/6/19115铁路的主要气象灾害2、铁路雪害铁路积雪,车轮易空转,影响牵引力,列车制动困难甚至出轨,当积雪40厘米以上时行车速度降低,当积雪超过70厘米时,需清除积雪后,火车才能运行。风雪路段,因吹雪掩埋路线,也造成雪阻。我国东北,西北等地,最大积雪深度在50厘米以上,是雪害危害主要地区。1983年4月齐齐哈尔地区大雪,导致铁路各种病害相继暴发,造成停水,停电,通讯中断,运输全面瘫痪。2024/6/19116铁路的主要气象灾害3、铁路风害大风影响行车速度:4、5级风时,行车速度限制在60-70km/s以内。6级以上大风限速更甚,有时大风甚至可把列车吹翻。
风力6-7级影响嘹望信号:易刮破货车篷布,风力大于9级应关闭部分高侧货车。
大风影响行车安全:大风还能把弯道树木吹倒刮断,可能阻塞在线路上或造成路料倾斜,影响行车安全,甚至造成列车倾覆的重大事故。沙漠地区,风堆沙可将铁路掩埋,造成沙阻车。2024/6/19117铁路的主要气象灾害06年4月9日晚7时许,从乌鲁木齐发往北京的T70次列车运行至小草湖至红层之间时,遭到风力达14级以上的特大沙尘暴狂袭,几乎在很短的时间内,车体窗户双层钢化玻璃被击碎。紧急时刻,本次列车快速启动防风预案,乘务人员组织旅客进行自救。列车行至哈密站后,风力减小,列车运行逐渐恢复正常,在当地车站人员的帮助下,立刻调集大量的三合板等物品,封闭车窗,保证旅客的生命安全和财产安全。造成1趟列车停运9趟列车晚点。
2024/6/19118铁路风害与防范受风害主要地区:我国兰新铁路风口地区,1961—1982年大风吸翻列车已有10次之多,每到大风季节,列车不能正常运行。另有安西风库,通车30多年以来,大风造成列车脱轨18次,车辆颠覆14次。原因:特殊地形。天山横亘新疆中部,东西长1500千米,南北宽250-300千米,西段海拔4000米以上,东段较低,并有一些大的隘口,由于狭管效应形成了风口,通过隘口时风速可增大17%以上,路堤也有增速作用。2024/6/19119铁路风害与防范①在山地丘陵地区选线适当避开沟谷地形,把路线设置在沟口以外适当距离(100-200m)尽量选择风力最小部位,且使线路与风的交角越小越好,并控制路堤桥涵高度,必须考虑吹翻列车的临界风速(50m/s)。
②采取削减局地风速的措施。③建设测点。防范:2024/6/19120铁路的主要气象灾害4、其它灾害①气温较低地区,列车启动慢,在-18℃以下必须经加热处理才能保持畅通,而且牵引力与常温相比约减少5%,-28℃和-40℃分别减少15%和40%之多。高海拔地区,因气温低,氧含量少,平均每升高1000M柴油机机率下降10%。②雾对铁路运输的影响与公路相似。③盐湖使铁路泛潮,会使路基抗压力降低影响行车安全,而且会使沿线建筑物和机电设备发生不同程度的腐蚀损害。2024/6/19121沙漠地区铁路工程与气象沙尘危害:路基沙埋,危及行车安全;沙尘风蚀影响巡道和养护作业;对机车车辆产生磨耗,阻塞油眼,加速机件磨损;摩擦生电对通讯产生干扰;使能见度降低。信号模糊不清;防碍乘务,调车,易造成缓行事故我国的第一条沙漠铁路----包兰线2024/6/19122沙漠地区铁路工程与气象我国修建的第一条穿越沙漠的铁路是包兰线(包头——兰州)。于1956年开始修建,1958年8月通车,全长980公里,其中有140公里线路在腾格里沙漠和鄂尔多斯高原西部沙漠中通过。沙害最大的沙坡头附近16公里是铁路必经的地段,沙坡头位于宁夏自治区中卫县境内腾格里沙漠的东南前缘,是一座100多米高的沙山。
2024/6/19123沙漠地区铁路工程与气象修建这段铁路,由于当时缺乏经验,曾造成大规模吹蚀。一夜大风,把即将完工的沙漠路基,几乎全部被吹蚀。我国铁路工程人员总结经验,终于弄清了这段沙路的地貌、沙漠成分与来源、水文地质、植被条件、防护材料、气象等,在选线时,使线路和主导风向接近平行,减少路基积沙和风蚀。同时采取多种方法进行固沙治理,终于在1958年8月胜利通车。
2024/6/19124沙漠地区铁路工程与气象2、铁路选线:在沙地,沙漠化土地和戈壁进行铁路工程建设,为了减少路基沙埋和风蚀,线路走向要尽量与当地主导风向平行或成小交角;路堑走向与主导风向一致;曲线应设在路堤段,不宜小半径。2024/6/19125沙漠地区铁路工程与气象固沙措施在沙漠中修筑铁路,首先是固沙,防止沙害。目前采用的固沙方法主要有植物固沙、机械固沙和化学固沙。
2024/6/19126沙漠地区铁路工程与气象植物固沙
在沙漠地区大搞植树造林,是防沙治沙的根本措施。实践证明,花棒、黄柳、沙棘、沙拐枣、胡杨等是适应沙漠环境的植物,既耐干旱,又能抗风固沙。2024/6/19127沙漠地区铁路工程与气象
机械固沙在铁路两旁离地面几十米到100多米的高大沙丘上,用卵石、粘土、沥青、芦草、干草等埋设在沙里,或用草扎成的方格沙障,就像防洪堤一样,阻止着沙子的移动。这种办法在植物长成以前是一种最经济、最简单易行而又有较好效果的固沙方法。2024/6/19128沙漠地区铁路工程与气象化学固沙是新发展起来的一门科学技术,有的是利用石油的副产品,如“沥青乳剂”等固沙,瑞士研制一种颗状化合物,把这种东西像施肥一样撒入沙漠后,沙粒就能像海绵一样吸水,并能保持比沙粒本身重12倍的水分,施用一次可维持几年。2024/6/19129铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报服务铁路线路为固定钢轨,准轨线路中单根钢轨长12.5或25m。无缝线路现在已经成为高或重载铁路必须选用的轨道结构。轨岔焊接全线无缝,可以减少病害和列车运行冲击力,减少摩擦和噪音,提高速度,增强舒适度,减少线路养护维修的费用。无缝铁轨选用的材料热胀冷缩系数非常小。本来也是一段一段的,用自然焊接法焊接成很长的大段而且隔一定的距离还是要留有缝隙的。2024/6/19130铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报服务所谓“无缝线路”,就是把不钻孔、不淬火的25m长的钢轨,在基地工厂用气压焊或接触焊的办法,焊成200m到500m的长轨,然后运到铺轨地点,再焊接成1000m到2000m的长度,铺到线路上就成为一段无缝线路。如果没有加工、运输、施工上的困难,从理论上讲,“无缝线路”可以无限长。这种彻底消灭轨缝的办法,我国铁路正在一些主要干道上采用。
2024/6/19131铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报服务专家介绍,由于无缝线路消灭了大量钢轨接头,因而具有行车平稳、轨道维修费用低、使用寿命长等优点,成为目前高速铁路线路建设的主要方法。但无缝钢轨并不是几千公里都没有缝隙,而是把25米长的钢轨焊接起来连成几百米甚至几千米长,然后再铺在路基上,无缝钢轨要解决热胀冷缩光靠数量不多的缝隙是不够的。在铺设的时候尽量选择最佳温度铺设,使钢轨的伸缩值在最小范围内,这样不管温度上升还是下降,钢轨的伸缩始终都控制在最小范围内。2024/6/19132铁路线路的胀轨跑道、断轨的气象条件和预报服务99年我国最长的一根钢轨、全长104.6公里的跨区间超长无缝线路在沪宁线上铺设成功。这标志着我国的铁路轨道结构已开始与国际先进水平接轨。国内首建无缝钢轨是廊坊至安定上行线,全长21.09KM;2003年左右,全长303公里的沪宁铁路铺成一根跨45个区间的超长无缝线路。2024/6/19133铁路线路的胀
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