[发明专利]一种模拟冰挂生消并测量生消速率的方法及装置

说明书

本发明公开了一种模拟冰挂生消并测量其生消速率的方法，包括以下步骤：获取实验地点的环境特征、制作环境模型、开始冰挂生成实验、开始冰挂消融实验、计算冰挂长度变化速率和质量变化速率；一种冰挂生成观察装置，包括冰挂生成装置、测量装置、底座、控制装置、驱动装置、相机架，冰挂生成装置、测量装置、控制装置、驱动装置分别与底座连接；相机于相机架上，相机、测量板、冰挂三点一线，冰挂生成装置包括支架、冰挂生成部，冰挂生成部与支架连接；支架与底座连接；测量装置包括测量板，测量板与底座连接、其上有刻度，驱动装置分别与控制装置、支架连接；本方法可在不同条件、地点的模拟冰挂生消；冰挂生成观察装置方便对冰挂进行测量。

技术领域

本发明涉及一种模拟冰挂生消并测量生消速率的方法及装置。

背景技术

冰凌是水在0℃或低于0℃时凝结成的固体为冰，积冰成凌。冰凌可分为水成冰、沉积冰、冰川冰三大类。其中，水成冰是由水直接冻结而成，包括河冰、湖冰、海冰。沉积冰是由大气中降下的雪沉积而成，水成冰与交通运输、水利建设及等方面息息相关。

在冬季，桥梁、隧道的泄水孔、湿接缝处多出现“冰锥、冰挂”现象，当气温回升冰雪融化时，车辆通过桥梁或隧道时，上方的冰挂融化坠落容易导致事故发生，同样的，在屋檐或高层建筑上也容易生成冰挂，行人通过屋檐或高层建筑时，不注意就可能被冰柱刺伤。

一些瀑布在冬季会形成冰瀑景观，假如在瀑布上游修建水库，水库建成运行后将使冬季瀑布的水温升高，由于目前并没有关于水温和气温耦合作用下，冰挂生消的研究，所以水温的升高是否会对冰挂的形成造成影响还是个未知情况。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于：一种冰挂生成观察装置以及使用其模拟冰挂生消并测量生消速率的方法，可模拟冰挂的生成与消融，通过对影响冰挂生成与消融的变量进行控制，观测温度、水温的变化对冰挂生成、消融的影响；一种冰挂生成观察装置，可远距离测量冰挂长度。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种模拟冰挂生消并测量其生消速率的方法，采用恒温恒湿实验室模拟待模拟地点的环境特征来模拟冰挂生消过程，包括以下步骤：

1）在待模拟地点选定一个测量点，测量并记录所述测量点24小时内每一个固定时间周期的湿度、温度、降水量、降水温度，查找并计算待模拟地点典型高气温日内温度，所述典型高气温日内温度为待模拟地点的平均日内温度上升至冰挂能够融化温度的历史日期后的一段时期内的平均日内温度变化；

2）在恒温恒湿实验室内，设置冰挂生成处和参照物，所述冰挂生成处的材料与所述测量点的材料一致，所述参照物用于对所述冰挂生成处进行对比观察；

3）选定一个时刻为实验起点，对照步骤1测得的湿度、温度、降水量、降水温度与该时刻相对应的值在恒温恒湿实验室内模拟步骤1所述的测量点的湿度、温度、降水量、降水温度；

4）经过一个固定时间周期，对照步骤1中测得的湿度、温度、降水量、降水温度在对应时刻下的值调整恒温恒湿实验室内的温度、降水量、降水温度；

5）重复步骤4，记录冰挂生成处上开始出现冰挂的初冰时刻，根据所述参照物对比记录所述冰挂的形态，并按所述固定的时间周期记录初冰时刻后每一固定时间周期时间节点的冰挂相比于参照物的形态与时刻值，直至所述初冰时刻经过选定时长后为止；

6）以步骤5结束时刻为实验起点，对照步骤1测得的典型高气温日内温度在该时刻的值在恒温恒湿实验室内模拟步骤1所述的测量点的温度，调整所述测量点的降水温度，保持降水量不变；

7）经过所述步骤4中的固定时间周期，对照步骤1中同时刻的典型高气温日内温度在对应时刻下的值调整恒温恒湿实验室内的温度，保持所述测量点的降水温度、降水量不变；