前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的气温变化差异的主要影响因素主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
【关键词】弯沉;修正系数;温度;结构层
0 引言
弯沉(Deflection)[1]是指柔性路面在荷载作用下会产生竖向变形,在荷载作用后变形会恢复,能够恢复的那部分变形量。
修正系数(Modified Coefficient,Correction Coefficient,Correction Factor)是指在数据计算、公式表达等由于理想和现实、现实和调查等产生偏差时,为了使其尽可能的体现真实性能对计算公式进行处理而加的系数。
公路沥青路面设计规范(2006版)沿用了前一版(1997版)规范的结构设计方法[2],以路表弯沉值、沥青面层和半刚性基层的层底拉应力作为控制路面结构总体刚度以及沥青层和半刚性层疲劳开裂损坏的设计指标。
在应用上述设计指标对各种路面结构进行厚度设计时,都是路表容许弯沉指标起控制作用[1-3]。对于半刚性基层沥青沥青路面,沥青层和半刚性层的层底拉应力指标都不起作用。对于柔性基层沥青路面,沥青层的层底拉应力也基本上不起控制作用。而在控制永久变形方面,除了对沥青混合料提出稳定度的要求外,没有其他指标。在路表弯沉成为唯一的控制指标情况下,这项指标究竟反映了路面的哪种指标性能和损坏类型?其容许弯沉又是依据哪种路面损坏标准制定的?无法明确回答这些问题。
路表弯沉值作为一项整体性、综合性和表观性的指标。路面是一种多层次的复合结构。对于结构层和材料类型多样化的路面结构,采用路表弯沉值作为主要(唯一)设计控制指标,无法反映和包容路面结构和损坏类型的多样性,也难以协调和平衡各单项设计指标。沥青层底面或半刚性层底面的应力状况和大小,主要随上下层的刚度比和层间接触条件而变,它们受路表弯沉大小的影响很小。因而,代表结构整体刚度的的路表弯沉指标无法控制面层底面或基层底面的应力状况和大小,也不能如实反映路面可能出现的损坏类型。
迄今,我国沥青路面绝大部分采用无机结合料稳定粒料作为基层或底基层,路表容许弯沉值指标和相关参数,主要以这类路面结构的使用经验和试验研究成果为基础。对于柔性基层沥青路面,尚缺少使用经验和试验研究,现行规范提出的设计指标和相关参数值有待补充和修正。
苏联柔性路面设计方法是较早采用弯沉作为设计指标的设计方法之一[3],但在早期的设计指标体系中并未对弯沉进行修正,计算弯沉采用的是近似公式,且与实测值有较大不符。我国早期的柔性沥青路面设计方法承袭了苏联1954年《柔性路面设计须知》的方法,在随后经历了多次沥青路面设计规范修改,1978年编制了双圆双层体系弯沉值诺谟图及其综合修正系数,正式将弯沉值的修正作为柔性路面设计方法弯沉设计指标设计部分。经过多年的试验实践和理论发展,弯沉修正得到进一步的发展。
最新版沥青路面设计规范中路表弯沉值ls如式(1)所示,并明确了弯沉综合修正系数F如式(2)所示,理论弯沉系数ac如式(3)所示[1]。
ls=1000■?琢cF(1)
F=1.63■0.38■0.36(2)
?琢c=f■,■,…,■;■,■,…,■(3)
计算弯沉综合修正系数是确定路表弯沉的重要计算过程,弯沉修正系数的确定需要根据路表弯沉ls、路基回弹模量E0才能确定,而路表计算弯沉则需要进行回代计算,才能得到路表计算弯沉值。同时影响还有其他因素,如气温和季节、结构层组合类型、沥青混合料特性等都可能是路表弯沉的影响因素。本文针对上述沥青路面设计方法中弯沉修正系数的影响因素提出自己的一些认识和看法。
1 气温和季节影响因素
气温和季节影响路表弯沉值不仅表现在对路基回弹模量E0、各结构层回弹模量Ei组成的理论弯沉系数ac,同时还应表现在影响路面的结构功能方面,反作用于路表弯沉值得大小,影响因素主要是高低温、温差极值、降水等条件。
虽然路表弯沉的修正系数中通过E0和Ei中考虑了温度和季节的影响,通过现场实测最不利季节实测,或通过查表法、室内试验法、换算法等测算路基回弹模量[1,3,6],这几种方法中均涉及到了不同地区对路基回弹模量的影响,从大的范围来看是考虑到了气温和季节的影响,然而同一气候区划的气温和季节特点也会存在较大差异,从最不利季节来讲是能够保证路表弯沉可能出现的最大值。最不利季节是指路面材料、路基路面结构处于最不利工作状态的季节,通常是指春融季节或土基处于饱水状态[1]。
在不同的气候区划内其温差极差和变温速率也各有差异,这主要体现在对路面结构层的影响。指标中所采用的各结构层的回弹模量值Ei是在20℃和15℃条件下的回弹模量[1],这与实际应用的条件有较大差异,对高温条件和低温条件考虑不足,也未考虑变温速率的影响;在低温条件下,路面结构层的弯沉较小,但产生低温缩裂的可能性较大,而在随后春融和降雨季节,将会给结构层整体的弯沉带来较大影响;在高温条件下,车辙更易发生,辙槽易积水,车轮碾压下使结构发生破坏,进而影响弯沉值;而在温度变化速率大或温度变化的频率较高时,高温破坏和低温破坏交替发生,弯沉值受影响的程度会更显著;而季节性的条件与区划因素相关,虽然在气候区划上对季节性因素考虑较深入,但用来反映同一区划的季节性差异性影响的只有回弹模量一个值,虽然可以通过最不利季节来提高其可靠度值,但确定最不利季节的条件受限,且最不利季节出现的时机和测试回弹模量时机的相符程度难以通过客观定量表述。温差和季节条件通过间接作用影响弯沉值[6],而在弯沉修正中仅通过单一的回弹模量修正,缺少对不同温度条件的修正,以及季节性修正。
2 结构层组合类型
不同的路面结构层组合形式,弯沉值不同,在路表弯沉的计算公式(1)中对各结构层的组合形式进行了考虑,主要是通过路面厚度和相邻层位回弹模量确定的理论弯沉系数来反映[4-5]。而在弯沉的修正系数F中仅对土基回弹模量进行修正,而为考虑路面结构层的影响,即路面结构层的厚度和回弹模量;另外,结构层类型、层间过渡层和粘结层的效果及其层间接触状态等在弯沉的修正中未充分体现。
路面结构层厚度和回弹模量的修正是因为存在“反常现象”,即随着土基模量的增大,设计厚度也增大的现象[4],文献[4]通过现场试验路的测试分析,提出了新的弯沉修正系数F计算式如式(4)所示,以反映F随不同路面结构层厚的变化规律,适应不同层厚的路面结构。
F=11.35■0.75■0.27■0.19(4)
计算公式(4)弯沉修正系数F相比公式(1),增加了路面厚度h项,如文献[4]中所述能够减小实测弯沉和理论弯沉之间的差值,且该弯沉修正系数F具有良好的回归相关系数,表明其适用性。然而从另一个角度来看,既然路面厚度能够作为弯沉修正系数的影响变量,那么路面各结构层的回弹模量也可能是影响路面弯沉修正系数的影响因素之一。因此,就有关于模量是否也是弯沉修正系数的影响因子的讨论,且关于回弹模量和结构层厚度的相关性讨论,以及如何将模量和厚度二者因素对弯沉修正系数的影响区分开及各部分对弯沉修正系数的影响程度。对此,虽然关于路面厚度对弯沉修正系数的影响较多,但若不考虑回弹模量对弯沉修正系数的影响,也是造成理论弯沉与实际弯沉差异的原因。
路面结构层类型对弯沉修正系数的影响为路面基层结构类型[3]。目前,常用柔性路面的基层结构主要为半刚性基层和柔性基层两类,其中,半刚性基层柔性路面结构在我国广泛应用,而弯沉修正系数F的回归系数的结果也大多来自半刚性基层结构,而柔性基层的应用相对较少。同时,由于柔性基层和半刚性基层物理力学性能之间存在较大的差异,以及两种结构层对路面面层结构的响应也不同;半刚性基层具有较高的强度和刚度,但易受水分和温度的影响而产生裂纹,进而导致面层产生反射裂缝、即浆、剥落等一些列病害,就目前的应用状况是喜忧掺半;柔性基层以期良好的变形能力,对裂缝和车辙具有良好的最塑性而在国外应用较广,而针对我国半刚性基层柔性路面结构面临的问题[7],柔性基层路面的研究逐渐引起众多学者的关注。因此,现行的弯沉修正系数应针对不同类型的基层结构选取不同的弯沉修正系数体系[2],而不仅仅只是在计算结构层拉应力时采对不同基层结构类型的抗拉强度结构系数进行区分。
层间过渡层或粘结层的效果及其层间接触状态也是引起理论弯沉和实际弯沉差异的重要影响因素[7]。在弯沉的理论计算公式(1)中未对层间过渡层或粘结层进行考虑,而层间结构层直接影响了相邻结构层的接触状态,在多层体系中的回弹模量和厚度等效计算的关键因素,也是计算理论弯沉系数的主要依据之一。而在弯沉修正时却未考虑。
3 沥青混合料特性
此处所指的沥青混合料的特性主要是针对沥青混合料的类型,即面层结构是AC-13/16、SMA等沥青混合料类型中的哪一类,不同类型沥青混合料的力学和变形特性也各有差异,虽然在路表弯沉的理论计算公式中考虑了个结构层的模量值,但理论弯沉系数是对相邻两结构层回弹模量的相对值进行确定,而没有反映特定结构层对弯沉的影响。同样,在弯沉修正系数中也未对面层类型混合料结构的考虑,没有对回弹模量、混合料厚度、混合料类型的考虑。而面层结构是路表弯沉计算的重要组成部分,虽然可通过双层体系的等效换算、理论弯沉系数能够消除不同结构层类型的差异性,但是混合料的类型不同,其力学性能会有所差异,仅通过回弹模量来表征弹粘塑复合体材料的特性存在不妥[7],因此,有必要在以修正系数中增加不同类型混合料的类型特性表征值,减少弹性层状体系状态下的弹粘塑性弯沉值得大小。
4 小结
通过对路表弯沉计算公式及弯沉修正系数的探讨中,叙述了从温度和季节、结构层组合类型、沥青混合料特性等几方面对弯沉修正系数的影响。主要有一下结论:
(1)温度和季节影响主要是从高低温、变温速率、季节特点等直接影响到土基回弹模量和结构层回弹模量,从而间接影响到路表弯沉的计算值。
(2)现行的弯沉修正系数的回归系数中多是以半刚性基层路面的实际弯沉结果为依据,缺乏柔性路面弯沉修正的验证;鉴于计算结果与实际状况出现的“逆反”现象,应将结构层的厚度和模型在弯沉修正系数中考虑;层间结构层及其粘结状态也应当进行考虑其对弯沉结果的影响。
(3)沥青混合料类型也应作为弯沉修正系数的一部分,以减小因弹性层状体系下计算弹粘塑性而存在本构模型的不协调性。
【参考文献】
[1]邓学钧.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2007.
[2]沥青路面设计指标和参数研究[R].北京:中交公路规划设计院有限公司,2007.12.
[3]林秀贤.柔性路面结构设计方法[M].北京:人民交通出版社,1988.
[4],孙立军.考虑层厚的路面弯沉修正系数研究[J].同济大学学报(自然科学版),2006(07):895-898.
[5]刘卫平,曾雪芳,邵显智.厚层沥青混凝土路面弯沉修正系数研究[J].公路, 2005(08):247-249.
关键词 台站迁移;气象要素;影响因素;安徽铜陵
中图分类号 P412.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)08-0216-03
2007年以来,随着城市化的发展,铜陵县城关镇北郊箬笠山站(旧站)气象观测环境遭到破坏,部分气象观测数据已不具有代表性、准确性和比较性[1-3]。2011年12月底观测站迁至郊外农村(西湖新区)。为了解新、旧观测站因地理位置、周围环境不同而形成气象观测数据差异,选取迁站前后20年的气温、风向风速、相对湿度、降水量等与农业密切相关气象要素进行对比分析,查找影响因素,为气象资料在农业生产、灾情分析评估等方面提供参考。
1 新旧测站参数及周边环境对比
铜陵市新旧气象观测站参数情况见表1。从表1可以看出新旧站直线距离相距6 620.5 m,观测场海拔高度相差26.5 m。
图1为新旧测站的地坪圈遮蔽图和人为障碍物仰角对比图。由图1(A)可见,旧站被高大的人为障碍物近距离包围,特别是其西北方向被人为障碍物遮挡,仰角达23.0°,探测环境已不符合规范要求。由图1(B)可见,新测站在郊外农村,远离城市,四周空旷,最大仰角5.5°,探测环境符合标准[4-5]。
2 新、旧站气象要素差异对比分析
选取旧站1996―2007年(以下简称“旧站前”)、旧站2008―2011年(以下简称“旧站后”)和新站2012―2015年(以下简称“新站”)的各月平均气温(含最高、最低气温)、相对湿度、风向风速、降水量等气象要素,运用差值统计方法,分析、查找两站气象观测数据的差异和原因[6-8]。
2.1 气温差异分析
气温是代表空气冷热程度的物理量,它的变化能够反映局地环境的改变。迁站前后3段时间气温差异计算结果见表2,其中T1、T2、T3分别为旧站前、旧站后和新站月平均气温,TG1、TG2、TG3、TD1、TD2、TD3为同时段的月平均最高、最低气温。由表2可知,新旧站气温通过海拔高度差值(26.5 m)订正(新站全年平均气温按照近地面层的平均递减率0.006 5 ℃/m计算,减去0.16 ℃)后,年平均及最高、最低气温比迁站前4年偏低0.2~0.4 ℃,但年平均、最低气温比旧站前偏高0.1 ℃,年平均最高气温比旧站前偏低0.2 ℃。造成差异的原因是迁站前4年探测环境遭到破坏,受到周围人为障碍物影响,空气流通情况及地面散热相对较差,城区人口较为密集,居民生产生活交通运输等排放热量日渐增多,城市“热岛效应”日渐增强,气温上升明显。总体来看,气温呈逐年上升趋势,而新站在郊外农村,远离城市,不受“城市热岛效应”影响,四周空旷,空气流通性好,气温更具真实性。
此外,季节按天文学划分,即3―5月为春季,6―8月为夏季,9―11月为秋季,12月至来年2月为冬季。从表2看出,冬、春季节气温差值较大,夏、秋季节气温差值较小,说明在夏秋季节铜陵气温稳定性较好。
2.2 风向风速差异分析
2.2.1 风向年分布差异对比。图2~向统计分析结果表明,新旧站主导风向均在NE到ENE之间。旧站前(图2)年最多风向为NE,出现频率20%,次多风向为WSW,出现频率为12%,排在第三的是ENE,出现频率为11.4%;旧站后(图3)最多风向为ENE,出现频率22.1%,次多风向为NE,出现频率为15.8%,排在第三的是WSW,出现频率为14.4%;新站(图4)年最多风向为ENE,出现频率13.9%,次
多风向为NE,出现频率为12%,排在第三的是NNE出现频率为9.7%。新站除最多风向和WSW风向频率较旧站减少外,其他各方向风向频率均有不同程度增加,原因是新站四周空旷,不受人为因素影响,反映了大气运动的实际情况。结合新旧站观测数据统计表明,铜陵地区秋冬季盛行东北偏东风,春夏季盛行西南偏西风,且风向均有明显的季节性变化,风向季风气候特点明显。
2.2.2 风速月变化差异分析。迁站前后3段时间风速月变化情况统计结果见图5,其中F1、F2、F3分别为旧站前、旧站后和新站的月平均风速。从图5可以看出,1-4月新站风速均大于旧站(F3>F1>F2);5―12月旧站前风速最大(F1>F3>F2);新站与旧站前风速差值(F3-F1)介于-1.2~0.4 m/s之间,平均差值为-0.4 m/s,新站与旧站后风速差值(F3-F2)介于0.1~0.5 m/s之间,平均差值为0.3 m/s。旧站后与旧站前风速差值(F2-F1)介于-1.5~0.0 m/s之间,平均差值为-0.7 m/s。数据分析表明,旧站后观测场周围高大建筑物增多,不仅阻挡了气流,而且在其背风面形成的湍流也削弱风速,年平均风速降低明显;旧站海拔高于新站26.5 m,旧站前年平均风速大于新站符合风速随高度递增原理;新站地处农村,受周围人为障碍物影响较小,四周空旷,气流畅通无阻,风速贴近自然气候的风速,更具真实性。
2.3 相对湿度差异分析
相对湿度是空气中实际水汽压与当时气温下的饱和水汽压之比,而饱和水汽压与气温成正相关。气温升高,饱和水汽压增大,当实际水汽压不变时,则相对湿度减小;反之气温降低,相对湿度增大。迁站前后3段时间的月平均相对湿度统计分析结果见图6,其中U1、U2、U3分别为旧站前、旧站后和新站的月平均相对湿度。图6分析结果表明,新旧站相对湿度在春秋冬季差异大,在夏季差异小;新站年平均相对湿度(U3)分别比旧站前(U1)和旧站后(U2)偏大2%和7%(U3>U1>U2);旧站后城市热岛效应日渐增强,气温逐年上升,湿度(U2)减小,低于旧站前;新站的相对湿度最大。原因在于新站远离城区,受城市热岛效应影响小,且距观测场100 m以外东、西、北边有人工湖(西湖)。
2.4 降水量月分布情况
迁站前后3段时间月平均降水量分布状况见图7,其中R1、R 2、R3分别为:旧站前、旧站后和新站的月平均降水量。图7分析表明,新站(R3)在春季月平均降水量比旧站后(R2)偏多,与旧站前差值不大;新旧站在汛期(4―9月)各月降水差值相对较大,非汛期(10月至次年3月)各月降水差值较小;旧站前年平均降水量相对偏少,新站与旧站后基本持平。新旧站各月降水量年内分布极为不均,呈现单峰型特点;年总降水量主要集中在夏季,秋冬季降水最小,旧站前与旧站后月平均最大降水量均出现在6月,新站则出现在7月。
3 结语
旧站受探测环境破坏、城市热岛效应逐年加重因素影响,气温呈逐年上升趋势;考虑海拔高度差因素后,新站年平均气温比旧站偏低0.2~0.4 ℃;新站相对湿度大于旧站7个百分点。
新旧站主导风向未发生改变,均以NE到ENE为主导风向;新站除最多风向ENE和WSW频率较旧站减少外,其余各个方位的风向频率均有所增加,新站风向更能反映大气的运动状况;新站年平均风速比旧站偏大0.3 m/s。
新旧站年平均降水量基本持平,年总降水量主要集中在夏季,秋冬季降水较小,总体分布呈现“单峰型”特点。新旧站在汛期各月降水量差值相对较大,非汛期各月降水量差值较小。
综上所述,铜陵站迁址前后与农业密切相关的气象要素存在一定差异,主要与探测环境遭到破坏、周围环境、站点海拔高度及城市热岛效应有关,在应用两站气象资料指导农业科学生产、灾害分析评估等方面应结合气象要素差异情况综合研判。
4 参考文献
[1] 韩兆洲,王斌会.《统计学原理》学习指导及 Excel 数据统计分析[M].2版.广州:暨南大学出版社,2011.
[2] 宋超辉,刘小宁,李集明.气温序列非均一性检验方法的研究[J].应用气象学报,1995,6(3):289-296.
[3] 汪永盛,王家助,高洁.台站迁移气象要素对比观测浅议[J].浙江气象,2003(2):43-46.
[4] 周昊楠,王秋香,华烨.乌鲁木齐逐月气温资料均一性检验和订正[J].沙漠与绿洲气象,2012,6(1):27-30.
[5] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2003.
[6] 吴必文,温华洋,惠军.基于Γ分布的气压序列非均一性检验方法初探[J].应用气象学报,2008,19(4):496-501.
在上市公司的年报审计中,对销售收入科目的查验至关重要。而随业绩压力的不同,上市公司管理层分别具有递延和激进确认收入的倾向。因此,在审计过程中,由于销售收入科目的重要性和复杂性,审计人员必须通过恰当的分析性复核程序,找准审计重点,从而在审计过程中做到有的放矢,提高审计质量和效率。而分析性复核程序将在很大程度上决定整个销售收入实质性测试的成败。
但传统的分析性复核程序以不同公司间数据的横比和同一公司不同时期数据的环比为基本方法,存在较大的局限性。首先,传统的分析性复核程序只能简单地分析数据间的波动性和识别明显异常的个别现象,不能从收入动因的高度来判断其变化的合理性。如此,审计人员往往以“无重大波动即为正常”这样明显与现实不相符合的假设作为专业判断的基础,极大地提高了“误受”风险的概率。其次,传统的分析性复核程序容易为被审计单位所熟悉,从而调整年度间或各月间的数据,或者制造与同行业其他公司发展趋势相符的假象,从而极大地降低审计人员的警惕性和干扰审计人员的职业判断。因此,以代数方法为基础的传统分析性复核技术已经越来越不适应现代审计的要求,日益复杂的审计环境要求在销售收入等主要报表科目的审计过程中,引入以现代统计技术为基础的回归方法作为分析性复核的主要手段。简单的说,回归分析就是通过研究被解释变量与解释变量之间的依赖关系,从而估计或预测被解释变量均值的一种方法。在销售收入的分析性复核时,审计人员通过公司销售收入的历史资料,可以确定若干与销售收入相关联的解释变量,建立揭示销售收入与各解释变量之间依赖关系的回归模型,从而对公司被审计年度的销售收入做出合理的预测。与传统的分析性复核程序相比,回归方法具有以下两大优点:第一,从收入动因的高度来判断收入变化的合理性,彻底抛弃了前述“无重大波动即为正常”的不合理假设。并且,回归分析不再只是简单的数据比较,而是以一整套科学的统计方法为基础。第二,运用回归方法对销售收入进行分析性复核,可以考虑更多的影响因素作为解释变量,即使被审计单位熟悉了这种方法,其粉饰和操纵财务报表的成本也十分高昂。
二、运用回归分析测算销售收入:基本步骤和一个实例
运用回归分析测算销售收入,应遵循以下五个基本步骤。第一,确定影响公司销售收入的主要因素。由于以预测为主要目的,因而相关的变量应尽可能的多,不必考虑变量间相关性所引起的共线性问题。第二,以上一步骤确定的影响因素为回归元,收集待预测年度之前年度各回归元的数据资料。第三,建立回归模型,利用统计分析软件估算模型中的参数。第四,将待预测年度的回归元的实际数据代入经估算的回归模型中,得到预测的销售收入,并比较预测和实际的销售收入之间的差异。第五,分析差异产生的原因,并根据预先设定的重要性水平,结合审计过程中得到的其他相关信息,判断差异的可接受程度,制定下一步审计测试的重点领域。
以重庆啤酒股份有限公司2005年下半年度销售收入的测算为例,对回归分析方法的现实运用说明如下。
第一,确定影响公司销售收入的主要因素。由于啤酒销售和天气具有强烈的正相关性,天气越热,喝啤酒的人就越多。啤酒的销售量也就越大。同时,啤酒的销售还与啤酒市场的发展程度、上市公司销售人员的销售努力程度、广告策略等具有相关性。因此。可将平均气温、啤酒市场发展程度以及销售费用变化程度这几个因素确定为影响公司销售收入的主要因素。
第二,收集数据资料,相关数据见表1:
第三,建立回归模型并估计模型中的参数。承前述,回归模型应为:销售收入=A0+A1×平均气温+A2×啤酒市场发展程度+A3×销售费用变化程度+μ。根据公司的历史资料,利用Eviews经济计量分析软件,可求得回归方程为:销售收入=-5236001+370.7747×平均气温+0.757616×啤酒市场发展程度+2.348723×销售费用变化程度。
关键词:成品油装车 计量 差量 影响因素
一、引言
“静态计量”和“动态计量”是成品油装车过程中用到的两种主要计量方式。其中静态计量方式由来已久,主要是依靠人工操作完成计量,虽然这种操作方法应用广、计量参数直观、准确度高、操作简单,但是计量成本过高,高压、有害的气体环境会给操作人员造成很大伤害同时计量操作时的油气不可做回收利用。因此随着自动化仪表技术的提高,越来越多的人们愿意使用质量流量计配合大鹤管集中装车。相较于静态计量,这种计量工作场地相对集中、装车速度快、占地面积小、更容易控制,且计量操作时油气可回收,影响计量准确性的因素也相对较少。由于两者之间的多重差异,使用静态还是动态计量引起的纠纷案件不断发生。为了解决这一问题,本文先对影响静态、动态计量准确度的影响因素进行了简单介绍并在此基础上探讨了两种计量之间的误差,以及应如何减少这种误差。
二、影响科氏力质量流量计计量准确性的因素分析
从1995年我国颁布了JJG897-1995《质量流量计》检定规程之后,科氏力质量流量计已经成为国内检测仪表的主流仪表。目前科氏力质量流量计主要被用于长距离管输计量交接及水运装船计量等方面的计量工作。在成品油铁路装车过程中,流量计在工作时主要是一个从零流量到正常流量再到零流量的循环过程,虽然这个过程仅有6、7分钟,但是因为过程中影响因素多,所以利用该流程进行流量计量和人工计量之间的数据还是存在很大差异,有时这种差异甚至高达500kg。利用科氏力质量流量计进行成品油铁路装车流量计量时主要受以下三个方面的因素影响,介质流体特性、仪表操作条件及安装条件。具体而言主要包括以下几项细节:(1)仪表出现误差,装车中用于液烃交接计量根据等级可以分为0.15级和0.2级两种,虽然正常情况下两种仪表的使用都符合在线实液检定的要求,但是从实际应用来看,0.15级仪表的使用性能明显高于0.2级;(2)发油流程中因缺少必须或推荐的附属装备而造成了仪表的使用误差;(3)仪表安装不合理造成使用误差,科氏力质量流量计在安装时首先仪表应处于无应力状态,其次需保证流量计和管线在同一轴线上,最后质量流量计的传感器必须有支撑和卡子进行固定,且左右支撑必须能够和传感器保持相同的间距。若安装时没有按照以上步骤进行,则很可能出现因仪表安装不合格而造成误差。
三、影响静态计量计量准确性的因素分析
虽然静态计量进行流量计量时具有数据直观、可靠、可信度高等一系列优点,但是利用这种计量方式进行流量计量相较于动态计量误差更大,影响因素也更多。下面笔者就造成静态计量误差的主要一个影响因素进行简单概述。
1.人工操作行为不规范
静态计量主要是以人工操作为主,但是很多工作场所的上岗人员在具体工作前没有经过严格的上岗资格培训,对工作缺乏责任心,尤其是在装卸车这种紧张气氛下更会出现工作误差甚至错误。例如这种没有经过系统培训的工作人员由于工作中需要主要的细节无法注意通常会做出以下不规范行为:没有在已作出规定的检尺位置上进行计量;油样标本采集不合格;成品油密度测量不精确;不会估读计量尾数或者估读不准确。这些不规范行为很容易造成计量的误差甚至出现大的错误。
2.使用计量器具不够规范
当计量器具不符合技术规范时也会造成计量误差。出现计量器具误差主要包括两个方面:(1)计量器具检定出现问题,例如一些工作场地使用的器具很多都是检定证书超期或没有经过检定的器具,这种器具一旦投入使用,肯定会造成使用误差;(2)计量器具使用不符合技术规范,由于使用时间较长,很多使用器具都出现磨损,例如量油尺尺带被扭折,尺砣和挂钩连接不再紧密、计量处数字或刻度线不清楚,出现这种状况后很容易造成计量失误。
3.装车时容量计表号出现错误
通常油罐车返厂进行罐车容量检定时,长修单位会根据检定书上的容量计表号涂打在罐体上,且每一辆罐车的容量计表号都包含这特定的信息和数据。但是有些时候会出现罐车上涂打的容量计表号和实际出现差异的问题,一旦出现这种情况,在罐装车实际使用时,也会造成计量误差。
四、减少动态、静态计量误差的对策探讨
造成动态、静态计量的计量误差的影响因素很多,有些是无法避免的客观原因,有些却是可以避免的主观原因,只要在实际操作中加强管理就可以降低计量误差。笔者以为可以从以下几个方面减少两者计量之间的差量:(1)强化员工的服务意识和责任意识,尽量减少计量中的人工误差;(2)改进计量管理水平。据实地考察发现,很多油库管理者只注重经营而不注重油库安全及油品的计量质量。管理思想上的不足导致油品计量在购置、检定、管理等多个方面都有欠缺,从而造成很大纠纷,因此改进计量管理水平至关重要;(3)把好装车关,尽量降低主观原因所造成的油品损耗。在油品装车过程中,罐车附件好坏、路途中环境、气温的显著变化、路途时间、油品是否含有蜡晶体等都会造成一定的油品损耗。因此在油品装车时一定要考虑多方面因素,通过多方面把关,在上路之前,对罐车附件进行检查、对罐体是否破损、罐车是否出现严重变形等情况进行严格把关,一旦出现不合格,就不允许装车。即使装车后,还要进行认真封车才允许最终上路。
参考文献
[1]段善斌,于庆河,魏德军.动态质量法在汽柴油铁路罐车交接计量中的应用.《计量技术》.2007年2期 .
[2]袁中舟.用SCADA实现成品油铁路装车的自动化控制.《装备制造技术》.2010年7期 .
一、漓江样点的选择和测试方法
众所周知,漓江是一条地表河流,发源于我国南岭中越城岭的猫儿山,汇入珠江的支流西江。漓江全长164km,流经地区属亚热带季风气候区,年平均气温18~19℃,年降水量1 686.5~2 182.5mm,年蒸发量为1 263~1 566mm。漓江流域气候湿热,雨量充沛。上游流经花岗岩地区,中下游流经石灰岩地区,是我国典型的岩溶地貌分布区。2014年6月,以桂林为首的中国南方喀斯特第二期项目申遗成功,桂林山水亦荣登世界自然遗产名录。
2016年暑假,在领略峰丛峰林、孤峰平原的漓江风光和桂林山水时,选择漓江上游的新寨村(距离桂林市30km)和中游的桂林市作为研究地点。在每个地点上,沿着漓江水流方向各选择4个样点,现场观测漓江水化学的变化情况。实时测量使用仪器包括:便携式Multiline3430多参数自动监测仪,分辨率分别为0.1℃、0.01pH单位和1μs/cm,用来监测水温、pH值和电导率三个变量;碱度计,用来测量HCO3-和Ca2+含量变量。
二、结果与讨论
漓江在新寨村流经花岗岩地区,而在桂林市流经石灰岩地区。花岗岩主要是由石英(SiO2)、长石和云母等硅酸盐类矿物质组成,而石灰岩主要是由方解石(CaCO3)矿物质组成。因此,漓江流经这两个地区的天然水化学性质表现出很大差异(如表1)。
从表1测量的数据中,可清楚地看出所测量五个变量的变化情况。
第一,水温。漓江水温从上游向下游方向有逐渐增大的趋势。这与漓江自北向南所流经地区的气温和土温等有很大关系,自然会影响其余参数的动态变化。
第二,pH值。pH值是表示溶液酸性或碱性程度的数值,也是水化学性质的基本参数。在大多数天然水中(pH=6~10),酸度主要由二氧化碳与水形成的碳酸构成。新寨地区(样点XZ1~XZ4)pH处于6.1~6.5,偏酸性。表明水中含有较多的游离二氧化碳,随着二氧化碳的水解,水质偏酸性。桂林地区(样点GL1~GL4)pH基本都大于7,普遍偏碱性,这是典型岩溶水pH的特点。表明岩溶地区由于碳酸盐岩(主要包括石灰岩和白云岩)的强碱弱酸性使天然河水的pH多呈弱碱性。另外,水解的二氧化碳溶解易溶的石灰岩矿物方解石(CaCO3)使水质趋向于饱和,消耗二氧化碳,使pH动态上升。
第三,电导率。电导率是测定水中盐类含量的相对指标,能够反映天然水中离解成分的总浓度。实验数据表明:漓江在流经花岗岩地区时,电导率偏低一些,处于55~83μs/cm。流经石灰岩地区时,电导率急剧增高,达到109~163μs/cm。这反映水中可溶性盐类含量的逐渐累积过程和流经不同岩性区含量显著变化的差异。与漓江中下游石灰广布岩且与它的易溶岩性有很大关系。
第四,HCO3-。HCO3-是天然水中所含的一种主要阴离子,由碳酸岩矿物与含有CO2的水作用而形成。从表1可看出,新寨花岗岩地区的漓江水HCO3-大多小于1mmol/L,桂林石灰岩地区HCO3-普遍大于1mmol/L。这说明石灰岩比花岗岩更易受水化学风化的影响。漓江中下游流域纯石灰岩分布广泛,石灰岩在CO2和 H2O 的参与下非常容易发生岩溶作用,造成HCO3-成为河流中最主要的阴离子。研究得到如下推:在流经岩溶地区,漓江水中HCO3-含量在阴离子中最高,占阴离子的总量高达90%;而在流经新寨地区的只有40%。
第五,Ca2+。Ca2+是天然水中所含的一种主要阳离子。漓江流经桂林地区时,水中的Ca2+含量较高,在19.66~22.29 mg/L之间。新寨地区则要低很多,在2.31~9.56mg/L之间。这一结果有助于证实如下推论:漓江岩溶地区阳离子中Ca2+含量最高,可占阳离子总量的85 %以上;而在新寨区可能只有60%。桂林地区由于石灰岩分布厚度大,质地纯,是我国典型的岩溶地区。因此,流经该地区的地表水和地下水普遍偏碱、含Ca2+高等特点。水的化学成分主要来源于碳酸盐矿物的溶解,其它盐类成分很少,成为典型的岩溶水,主要属于HCO3-―Ca2+型水。新寨地区由于花岗岩分布(花岗岩主要由石英、长石和云母等硅酸盐类矿物组成)。因此,水中SiO2含量相对较高。这是二者岩性不同使得流经此区的漓江从上游至中下游,水中主要离子含量表现出显著差异的原因。
三、结论
岩石的矿物组分是影响天然水化学性质的主要物质来源。漓江在新寨村流经花岗岩地区,在桂林市流经石灰岩地区。因此,它们的水化学表现出显著的差异。新寨地区水化学主要体现为偏酸性、HCO3-和电导率较低、SiO2含量较高等特点。桂林地区水化学主要体现为偏碱性、HCO3-和电导率较高、Ca2+含量较高等特点,属于典型的HCO3-―Ca2+岩溶水。结合已有资料可知,天然水在流经碳酸盐岩分布地区的天然河流时,其阴阳离子通常以HCO3-和Ca2+为主导。
通过实验,明确了漓江能够在流经桂林地区时形成 “山青、水秀、石美、洞奇”的典型岩溶(喀斯特)地形地貌的主要原因:这里分布的石灰岩是一种非常易溶且残留物很少的岩石,流经该地区的漓江水能够把岩石溶解并带走。因此,水中含有的主要离子来源于石灰岩的HCO3-和Ca2+,由此也形成了桂林地区地上地下都存在喀斯特侵蚀和沉积景观。花岗岩的组成矿物石英和长石等抗风化能力都非常强,其结构和构造致密。因此,它们往往保持高大而奇峰独立的特点。我国很多高大的名山,例如,黄山、泰山、华山等,大多由花岗岩形成。
天然地基的基槽开挖后,均应经过验槽(程序)方能进行基础施工,以防基下隐藏于勘察报告不相符合的异常地质情况,给建筑物造成破坏留下隐患。
(1)核对建筑体落地位置及基槽位置,平面尺寸和槽底标高是否与勘察时的情况吻合。
(2)检验勘察报告中所提各项地质条件及结论建议是否正确,是否与基槽开挖后的地质情况相符合。
(3)检验基槽中出现异常点的分布,分析了解异常的原因,解决验槽中出现的和勘察报告中未能解决的遗留问题。
(4)按建筑单元检查(验)槽底土质是否与勘察报告中建议的持力层相符。在城市别注意,基底有无杂填土分布。
(5)在验槽中直观不能确定的地基条件,应采用辅助仪器查明。如:基底下是否有古井、坑穴、古墓、菜窖等存在。
(6)根据验槽结果和勘察报告内容,确认在建筑施工中及竣工后提出采取相关措施和预防水文地质、工程地质、环境地质问题等建议。
验槽的准备工作
当确定验槽工作后,应根据项目委托的实际工作内容和建设场地的实际情况,做出以下的相关准备工作。
(1)确定现场验槽负责人(应是熟悉场地概况,对勘察成果有所了解的人)。
(2)准备本项目形成的勘察文件和必备的现场实测仪器。
(3)准备分项验槽记录文表或全项目验槽记录文表。
(4)熟悉勘察采用的相对高程或城市坐标网点的水准点位与高程。
验槽工作应注意的问题
(1)根据勘察形成报告的周期,分析验槽时形成的自然差异,注意水位变化,气温变化和环境条件变化。若出现勘察成果与基槽检验间的差异,应正确评价自然地基条件和反映的常规项定性指标。
(2)刚开挖的基槽土应仔细观察,鉴定是否结构未被破坏的原状土,坚决杜绝在扰动、水侵、风填、冻融等基槽上直接进行基础施工。
(3)对已形成冰胀、冻融、人为覆盖层、自然残留层的基槽,应坚持清除。并清除已受到影响持力层上部的浮土。对于与勘察成果资料有显著差异的地基,要认真找出内在的原因和影响因素。
(4)基槽检验中动用试验仪器,应尊重场地的实际情况,防止人为因素造成场地冒水、涌砂或破坏局部地基。
验槽的程序及工作要求
(1)大型工程的验槽,多数皆为分步进行,全项验槽时间可达几天至十几天甚至几个月或跨年度。一定要清楚先后顺序,勘察期间的平面位置在哪,那一次验的才是最终的基槽。
(2)验槽文件的形成既不能脱离原始勘察的自然条件和基础资料,更不能把委托方超限的验槽内容涵盖进去。
(3)分步和分项进行的验槽工作,应按序排列,以使形成的文件按序记录,如实反应当时的工作过程。
(4)提供给建设单位的文件应与存查的文件是同一个模式的文本。
(5)相关负责人应根据勘察过程中提供的成果认可验槽中验证记录的内容,并形成会签手续。
验槽资料归档问题
当验槽成果形成后相关部门可留查和使用,一是勘察单位留查,二是建设单位资料汇总留存和审批部门汇总成果留查。勘察单位形成的(初步阶段、详查阶段、施工阶段)勘察文件在归档问题上差异很大,各单位由于规模、重视程度、文件(资料)采集侧重点上的偏差而导致归档成果(文件、资料)存在人为的不同,致使后期的查阅及再利用(楼房接层、邻基超深、旧楼改造)等出现困难,主要反映以下几方面。
(1)勘察期间给出的基准(BM)点设置的随意,使资料复核时立据不准,导致资料出现人为误差。
(2)当勘察场地出现几个技术人员进行外业岩芯编录时,由于个人的业务水平、认识能力上的偏差,导致外业资料出现离散性,归档前应对野外资料进行整理与修正,避免资料再次利用时出现问题。
(3)许多建设场的勘察和验槽不是在一个年度,个别场地有3年以上才形成,由于各勘察单位成果资料文件归档都限定在一个年度(1~12个月)内完成,许多后期形成的验槽结论只有参与的人最清楚(指会签的),这就出现了两个问题:一是参加会签的验槽人,回到单位后应补充一个验槽文件。二是验槽人没有把应归档的验槽文件补充到原始形成的勘察汇总文件中,致使后期的资料再利用出现不足。
(4)个别的建设场地在勘察工作完成后,由于整体设计的调整和修改,会出现建筑体落地位置移动、建筑体落地面积增加或减少的情况,许多设计部门并不因此再对勘察成果要求补充,只在验槽时要求勘察单位协助补充一下会签手续,这种情况一般在归档的文件中是找不到相关说明的。
结论
关键字:安全监测;因素;敏感度
中图分类号:TV文献标识码: A
一、 工程概况
天福庙水库是宜昌市黄柏河东支梯级开发工程的第二个梯级,位于远安县荷花镇黄柏河东支上游,东经111.4°,北纬31.2°,距河口(葛洲坝水利枢纽三江船闸上游引航道)91km。水库以灌溉为主,结合防洪、发电和城镇供水等综合利用的中型水库,由砌石双曲拱坝、左岸溢流重力坝、坝顶溢洪道、左岸溢洪道、灌溉兼放空底孔、发电引水管和电站厂房组成。
大坝为单心双曲拱坝,坝顶高程410.3m,防浪墙顶高程411.3m,建基面高程347.0m,最大坝高63.3m。坝顶中心角91.5o,右岸50 o,左岸41.5o,平均半径105.50m,坝顶平均弦长150.76m,平均弧长168.49m,坝底宽20m,顶宽4.2m。坝体为细石混凝土浆砌块石,上、下游为厚约0.5m条石镶面,并于上游条石镶面后现浇厚1m的150#素混凝土防渗墙。坝顶溢洪道4孔8×7.4m泄洪闸,堰顶高程402.4m;左岸溢洪道设置2孔13×11.5m泄洪闸,堰顶高程398m。
二、观测设施布置
本工程主要观测内容为:坝顶水平位移观测、垂直位移观测、正倒垂线观测、断层观测、裂缝观测、扬压力观测、渗漏观测等。观测布置见外部变形观测平面布置图。
2.1坝顶水平位移观测
采用视准线观测坝体和坝肩的水平位移值。坝区共设8条视准线,13个测点,以观测拱冠、左右拱环、拱端及右坝肩岩体和左岸溢流重力坝闸墩等部位的水平位移。使用瑞士威尔特T3经纬仪和武汉光学仪器厂生产的活动觇标,1982年开始观测。
2.2坝顶沉降观测
用精密水准测量测定坝体垂直位移。始测于1982年,使用蔡司004水准仪和配套的铟钢水准尺,执行国家一、二等水准测量规范。坝顶共设置35个测点,其中3个点为固定点。
2.3正(倒)垂线观测
在大坝右拱圈35°和左拱圈30°位置各设1条倒垂线,拱冠设1条正垂线测定坝体挠度和坝体相对基础的位移即拱冠挠度。倒垂观测采用武汉地震研究所生产的CG—2A型光学垂线仪,始测于1987年;正垂观测使用靖江仪器厂生产的垂线坐标仪,始测于1982年,1996年失效停止观测,2002年7月恢复观测。
2.4断层观测
在大坝右岸下游存在两条断层F1、F3,采用精度0.02mm,量程0-300mm的游标卡尺观测裂缝对向、错向、垂直三相位移,始测于1982年8月。
2.5裂缝观测
坝体共有四条裂缝测点,分别为大坝右岸为贯穿性裂缝设置上游组和下游组两个测点,左岸溢洪道右侧导墙、中间溢洪道左右边墩。采用精度0.02mm,量程0-300mm的游标卡尺观测,始测于1982年8月。
2.6扬压力观测
在大坝廊道内设有测压管,在管口装有压力表,通过压力表读数观测。
2.7渗漏观测
在廊道出口及左、右坝肩排水洞出口均设有量水堰,测定两岸坝基和绕坝渗漏量。始测于1984年。
三、监测资料分析
3.1 水平位移
坝顶水平位移观测是天福庙水库大坝外部变形监测中的主要项目,对掌握大坝的水平变位及其变化规律有着决定性的作用。自1982年开始观测,根据历年的观测资料分析,坝顶5个位移测点中,除右环Ⅰ的位移与温度、库水位相关关系不密切之外,其余4个测点相关关系较好,变位具有明显的规律性,其变化规律为:库水位愈低、气温愈高,坝体向上游位移量就愈大;水位高、气温高,坝体同样向上游位移;水位高、气温低,坝体向下游位移量就愈大,且呈年周期性近似正弦曲线变化,即:4~10月,坝体向上游位移,11~3月坝体向下游位移。多年最大位移年变幅为28.55mm,尚属弹性变形。由此说明库水位对大坝变位的影响不及温度影响明显,从位移过程线可以看出,上下游方向位移受温度变化影响为主,水位变化影响次之。但值得注意的是,高温加低水位是拱坝最不利的运行状态。分析见图1。
观测成果表明:左右拱环变位不对称,左环变位比右环大,同时左环Ⅱ的变位大于冠中,反映了建筑物构造和坝基地质构造差异的影响,因左拱端设有溢洪道,下部是体积不大的填筑砌体,削弱了对拱的支承;同时,左坝肩和坝基断层发育,基岩弹模较右岸低。
3.2 坝顶垂直位移
水库加固前,根据历年的观测成果分析,大坝垂直位移呈年周期性变化,即:夏季呈上升趋势,冬季呈下沉趋势,温度与垂直位移变化密切相关,水位变化对其影响不明显。分析见图2-1、图2-2.
3.3 拱冠挠度
拱冠处挠度变化趋势与坝顶水平位移变化规律基本一致,即温度升高向上游,温度降低向下游;水位降低向上游,水位上涨向下游,并呈年周期性回归。水库在2009年10月放空前的观测资料见表三。分析表明,左坝段T1倒垂线测得最大位移值为-12.1mm(向上游),发生时间2002年8月9日,观测时坝前水位401.78m。当月平均气温30℃。
右坝肩T2倒垂线观测最大位移值为-4.14mm(向上游),发生时间1991年9月3日,观测时坝前水位405.56m,当月平均气温21℃;
3.4断层观测
以温度变化影响最为明显,即高温季节裂缝宽度减小,低温裂缝宽度增大,符合热胀冷缩规律。分析见图四。
3.5大坝裂缝
大坝裂缝主要有温度和库水位两个影响因素,其中温度影响是主要因素,库水位的影响较小。温度的影响同断层观测结论。分析见图五。
3.6扬压力观测
在右坝肩共设4排渗流观测孔,1排在帷幕前,以测试帷幕前渗压情况,其余3排设在帷幕下游,以确定坝肩可能滑移面上的扬压力。根据1982年6月至1984年6月的观测成果,湖北省水利科学研究所于1984年9月提出《天福庙拱坝右坝肩渗透压力试验及观测资料分析》报告,认为右坝肩山体中由于t7-9的存在,地下水分成了上、下两层不同类型的渗流场,上层为无压渗流,下层近似有压渗流;表层地下水渗压以t7-9(393.60m)为底面向上计算8m水头,深层地下水渗透压力按所给的等势线图确定。
根据坝基扬压力观测资料整编分析,扬压力折减系数α介于0.12~0.22之间,小于原设计采用值0.5,渗透压力大小和库水位变化趋势吻合,无异常情况。
3.7渗漏观测
渗漏量观测对大坝来说也是一项较为重要的观测项目。观测资料表明:坝前水位上升,渗漏量增大,水位降低,渗漏量减小,渗漏量大小正比于库水位,渗漏水质清澈,变化有规律。
[关键词]城镇;电力负荷特性;预测技术;分析
中图分类号:TM223 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)12-0079-01
引言:对电力负荷特性进行研究最主要的目的在于,对相关城镇地区的负荷特性与状况进行准确了解,掌握负荷特性的发展方向与规律,保证针对电力负荷所开展一系列调控工作的科学性。随着社会的发展,电力工业对经济进步具有的意义开始为人们所熟知,对电力负荷进行预测的重要性逐渐显示了出来,可以说预测结果是否准确,与电力投资所获取效益之间具有非常紧密的联系。
1 电力负荷特性的分析
1.1 概念
1.1.1 内容
电力系统负荷主要指的是在对电力系统进行连接的过程中,需要应用到的用电设备所对应功率总和,作为典型的时变系统,电力系统需要保证供电、发电和用电三者始终处于动态平衡的状态下,不然极易导致系统故障的发生,进而对日常生活与生产产生不利影响。因此,针对电力负荷特性开展相关研究是非常有必要的。以电力负荷特性为核心内容所进行的一系列分析工作,其实质就是对行业信息、负荷电量、经济状况、气象条件等多种相关信息数据进行比对与分析的工作。
1.1.2 组成
我国幅员辽阔,不同地区所对应气候条件和经济状况均有所不同,因此,不同地区所对应电力负荷的组成也必然存在着较为明显的差别,这就在一定程度上决定了,τ谙嗤影响因素而言,对于不同地区电力负荷所产生的影响通常会具有细微的不同[1]。即使是在相同的地区,相同影响因素对于处于不同时期的该地区电力负荷产生的影响也不尽相同,这种现象就是通常所说的电力负荷组成所具有的差异性。
常见的电力负荷组成所具有的差异性通常表现在以下两个方面:一方面是负荷比重,另一方面是负荷种类。正是由于组成不同的电力负荷在上述两个方面均存在一定的差异性,因此,所对应负荷特性带来的影响程度也会随之更改。由此可以看出,负荷组成对于电力负荷所具有的特性而言,具有非常重要的意义。
1.2 影响因素
1.2.1 气候条件
研究表明,能够对电力负荷产生影响的因素,不仅局限在经济状况和产业结构两个方面,同时还包括所在地区的气候条件。导致不同地区所对应电力负荷在特性方面具有较大差异的主要原因之一,就是地区气候条件的差异,例如,南方地区夏季所对应降温负荷通常情况下大于北方地区,另外,南方地区冬季所对应取暖负荷也要远远大于北方地区。一般来说,对月负荷产生较为明显影响的因素为气候的变化,夏季平均气温与同期相比略高的月份,所对应月负荷率就会随之降低[2]。除此之外,气候条件对电力负荷产生的影响还体现在农业的灌溉方面,这主要是因为在对农业进行灌溉时,对应用电量和同时期的降水量间具有非常紧密的联系,如果某月降水较多,那么该月所对应灌溉用电量就会随之减少,负荷率的水平与同期相比就会明显提高。
1.2.2 经济水平
其一,经济发达的地区,人们生活水平普遍提高,电气化的程度也会随之上升,负荷率与经济不发达地区相比呈现出较为明显的下降趋势;其二,经济发达地区,占据比重较大的通常为第三产业,因而,该类地区普遍具有负荷率水平相对较低的特征;其三,随着社会经济的持续发展,第三产业和人们日常生活用电所对应负荷与之前相比有了较为明显的提升,这也从侧面说明一个问题,如果相关人员没有及时采取有效手段对其加以调节,那么,相应的负荷率水平便会持续下降。
2 电力负荷特性的预测技术
2.1 概述
2.1.1 原理
2.1.1.1 系统性原理
预测作为典型的连续过程,想要保证最终预测结果的准确性,相关人员必须对需要预测事件过去以及现在的情况,具有非常清晰、准确的认识。
2.1.1.2 可能性原理
正是由于事物在发展的过程中会遇到许多无法预知的因素,而不同因素对事物发展产生的影响也是有所不同的,因此,相关人员只能够针对某一事物,对其可能呈现出的发展结果加以预测。
2.1.1.3 可控性原理
预测的主要目的在于对事物发展的方向加以控制,也就是说,以预测结果作为基础,对下一阶段所开展的活动,或是所做出的行为进行相应调整。
2.1.2 分类
以预测指标为立足点对电力负荷预测内容进行分类,可将其分为以网供电量、社会电量为代表的电量预测,以及以负荷曲线、负荷率为代表的电力预测。作为与社会经济发展息息相关的工作,电力负荷预测通常包括以下几种形式:超短期、短期、中期以及长期预测[3]。
2.2 常用预测技术
2.2.1 回归模型技术
针对电力负荷预测所才去的回归模型技术,主要以历史数据作为立足点,相关人员通过对电力负荷所对应历史数据进行分析的方式,建立数学模型,以此完成电力负荷的预测工作。简单来说就是将回归分析与电力负荷预测相结合,通过分析和统计的方式获得不同变量所对应的关系,完成预测工作。
常见的回归预测有非线性以及线性回归两种。线性回归相对而言较为简单,但是通过实践发现,应变量和自变量所对应的关系通常属于非线性关系,因此,在对这部分关系进行处理前,相关人员首先应当确定非线性关系是否可以向线性关系进行转化,这样做主要是因为处理非线性情况往往较线性情况更为复杂。
2.2.2 趋势外推技术
电力负荷较易受到以天气状况为代表的多种随机因素的影响,这些因素的出现,对相关预测工作的开展带来了一定的阻碍。除此之外,电力负荷在不同时期呈现出的变化趋势也极为明显,以农业为例,农业在夏季的日用电量与冬季相比极小,且电量稳定。虽然通常来说对某一阶段所对应用电量进行研究可以发现,其常见表现形式为线性,但也无法排除非线性存在的可能。因此,在对电力负荷进行预测的过程中,相关人员通常选择散点图作为确定变化趋势的主要方法,在保证所确定变化趋势准确性的前提下,相关人员便可以开展下一阶段的预测工作。这就是通常意义上所说的趋势外推[4]。通过对不同事物所对应发展规律进行掌握的方式,能够在很大程度上提升对该事物发展趋势进行推断的结果的准确性。
结论
综上所述,正是因为电力体制的改革进程与过去相比有了非常明显的进步,因此,以电力市场为立足点所开展的分析工作,对电力企业所具有的重要意义开始被人们所熟知。上文的叙述重心主要落在电力负荷特性的分析以及预测方面,通过对电力负荷的组成、影响因素以及常见预测技术进行叙述的方式,为相关工作的开展提供了科学、可靠的参考依据,希望能够在一定程度上推动社会经济的可持续发展。
参考文献
[1] 杜明建.大数据技术在负荷预测与负荷特性分析中的应用[D].东南大学,2015.
[2] 吴海波.基于负荷特性分析的中长期负荷预测研究[D].湖南大学,2014.
【关键词】 臭氧 季节分布 气象因子 人为因子 大气边界层
1 引言
臭氧虽是大气中的微量成分,但是却时影响城市大气环境的重要成分。90%以上的臭氧集中在平流层10-30km处,平流层中的O3起到保护人类与环境的重要作用,仅有10%左右的O3分布在对流层中,但在大气化学、气候变化和空气质量等方面具有重要的意义。O3在地球大气化学中扮演着重要角色,近地面的臭氧含量不高,主要是由人类活动所排放的NO、NMHC(非甲烷烃)等污染物在大气中经光化学过程形成,但是对环境污染具有重要贡献。若对流层中臭氧浓度上升,则会引起不良影响,对人类健康,环境污染和动植物生长生活产生影响,造成一系列污染现象,如光化学污染等等。臭氧可对眼睛和呼吸道产生很强的刺激性,并可损害人体肺功能,甚至可能导致癌症等严重疾病,因此研究边界层的臭氧浓度变化具有重要意义。
边界层对流层臭氧的特征:前体物来源于局地排放源,同时受周围污染物传传输作用的影响。
对流层臭氧的生成涉及到十分复杂的化学反应,绝大部分的氮氧化物是以NO形式排放的。大约70%~90%的氮氧化物是由人为源排放的。NO在大气中极容易被氧化变成NO2,而NO2又可以吸收紫外光后进行光化学反应而生成臭氧。
而NO同时可以和臭氧之外的其他物种进行反应。研究者越来越普遍认为对流层中发生的光化学反应是造成臭氧浓度升高的主要原因。由于空气中排放的O3生成前体物,如NOx、可挥发性有机物(VOC)和CO浓度的增加,对流层中臭氧污染日益严重。臭氧生成的原因很复杂,不仅与前体物(特别是NOx)有关,与气象因素也有密切的关系。因此,近几年的研究主要集中在气象因子、生成前体物与臭氧的关系上。本文根据相关数据分析了广州市臭氧污染的特征,并通过相关性分析研究了相关污染物因子及气象条件对臭氧浓度的影响,试图对控制臭氧浓度、研究和防治城市光化学污染提供一定的借鉴意义。
2.2 资料与方法
根据香港,北京,广州近10年臭氧月平均浓度观测资料,选取典型月臭氧浓度值分析臭氧浓度的时间变化特征,同时选择相关污染物CO,NOx(NO,NO2),SO2和PM10的月平均浓度以及气象资料月平均值数据分析其之间的相关性。
分析方法采用统计分析软件SPSS和Excel研究臭氧浓度的时间变化特征,以及与各污染物与气象条件的相关性。臭氧探空仪可同时探测温度,为是高度,风向和风俗以及臭氧分压强。资料处理时,臭氧分压转换成臭氧浓度或体积混合比。原始数据经现行内插转化成等间距,即十米。讨论边界层臭氧浓度变化时,假定各个站点不同季节边界层顶平均高度为1500米。
3.3 站点附近边界层臭氧浓度变化特征及相关因子分析
本文将主要讨论香港、北京和广州三个站点附近边界层内臭氧浓度的时空变化特征,并据此推测分析造成这些变化的可能影响因子,分析它们的相关性。
3.1 边界层臭氧时间变化特征
本文应用香港、北京和广州三个站点2000到2010年10年的臭氧探空数据进行处理分析。
文中折线图给出了月浓度平均值,从图中可以看出,不同纬度不同站点边界层内臭氧的的季节分布存在较大差异。春季,三个地区均出现臭氧浓度的极大值。分析造成这种变化的原因可能是气象条件和其他人为影响造成的。夏季,受东亚季风环流的影响,北京和广州均观测到一年中最低值。秋季和冬季受西伯利亚冷高压影响以及太阳辐射等因素影响,三个站点边界层内臭氧浓度的年平均和年较差均不相同。造成各地年较差不同的原因包括人为污染源和气象条件,其中以东亚季风和大气环流的影响为主。
3.2 气象条件对臭氧变化的影响
气象条件对于臭氧浓度的变化时主要的,且从各个气象要素上来说都有一定影响。这些气象要素包括:气温、气压、相对湿度、总云量、低云量和风向风速。通过研究这些可观测气象要素值与臭氧月平均浓度的相关性,可以发现它们之间的影响作用规律。分析结果见表2。
从图表2中可知,三个站点的臭氧月平均浓度均与温度成正相关,且相关性很强,其中处于副热带中部的广州站温度与臭氧浓度相关性最强。气压对三个站点的影响也为正相关,但影响很有限。相对湿度是较为显著的负相关影响因子,尤其对纬度较低的广州站、香港站影响更为显著。总云量、低云量与臭氧浓度均呈负相关。此外,臭氧浓度与天气过程有关,一般高压系统控制下,天气比较晴朗,容易形成臭氧高浓度;而锋面附近和低气压中,往往形成云雨,臭氧浓度较低。可见,在气温较高,湿度较低的晴朗少云天气时,易造成东亚地区臭氧高浓度。
3.3 其他条件(人为)对臭氧变化的影响
主要讨论气候变化和人为污染源的增加对边界层内臭氧浓度的影响。CO、NO、NOx以及SOx、PM10等污染物的排放都对O3浓度有很大影响。相关系数分析结果如表2所示:
由图表3可知,O3与各种污染物浓度的相关程度差别可能和各种污染物的来源产生和物理化学转化有关。阳光充足,O3浓度较高,NO迅速转化为NO2,在此条件下,也有利于NOx在空气中转化,产生臭氧及PM10等污染物质。在污染源和气象条件的综合作用下,出现O3与CO、NO、NOx浓度呈负相关,而与PM10正相关。环境中SO2主要来源于污染源的一次污染,与O3的关联性较低。香港和北京站O3浓度与NO2呈正相关,分析其原因可能是城区NOx浓度较高,光解后的NO2被大气中新产生的NO2补给,产生浓度大于光解速度,从而导致O3浓度与NO2呈正相关;而广州站NOx浓度相对较低,其排放源少,光解速度大于产生速度,从而O3浓度与NO2呈负相关。
4 结语
利用香港、北京和广州三个站点10年的探空资料,结合卫星和相关的气象观测资料,讨论了2000-2010年期间不同纬度边界层内臭氧浓度的季节分布和变化趋势,系统地讨论了相关气象因子和人为排放源对它们的影响。
(1)边界层内臭氧浓度的分布具有季节时间上的变化。三个站点春季均观测到季节平均的极大值。受东亚季风和大气环流的影响最为严重。
(2)通过分析臭氧浓度与气象条件和人为排放污染源的相关性,得出相关系数表格,刻画折线图,分析得出温度和相对湿度以及臭氧的前体化学物质对臭氧浓度的影响都较大。
参考文献:
[1]杨建,吕达仁.东亚地区平流层、对流层交换对臭氧分布影响的模拟研究[J].大气科学,2004,28(4):579-588.
[2]徐晓斌,丁国安,李兴生等.龙凤山大气近地层O3浓度变化及与其它因素的关系[J].气象学报,1998,56(5):560-572.
[3]徐家骝,朱毓秀.气象因子对近地面臭氧污染影响的研究[J].大气科学,1994,18(6):751-757.
[4]吴瑞霞,浦一芬,张美根等.北京市夏季臭氧变化特征的观测研究[J].南京气象学院学报,2005,25(5):690一694.
[5]安俊琳,王跃思,李听,等北京大气中NO、NO2和O3浓度变化的相关性分析[J].环境科学,2007,25(4):706一710.