人工增雨作业论文

人工增雨作业论文（精选10篇）

人工增雨作业论文 篇1

摘要：利用近几年济宁人工增雨实践, 对济宁高炮人工增雨作业时的天气形势、作业云系、作业时机、部位以及催化剂量的选择进行分析, 结果表明:有利于济宁高炮人工增雨的天气系统主要有冷峰、冷涡横槽、南支槽、南方气旋、回流等形势。高炮人工增雨多以层状云和混态云为主。雷达回波上, 层状云作业部位应选在0℃层亮带上, 混态云应选择在强回波区附近。层状云催化时机, 应选择在云顶高度≥6.0km、回波强度≥25dBz时作业为宜;混态云应在云顶高度≥7.5km、回波强度≥35dBz时作业为宜。作业仰角以55°为最佳。一次高炮人工增雨作业, 以炮弹20～40发左右为宜。

关键词：人工增雨,高炮,作业条件,作业方法

据世界粮食组织报告，中国是全球13个最缺水国家之一，人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4。山东水资源更为不足，人均占有量仅为381m3，为全国平均水平的14%，旱灾年年发生，缺水已成为山东发展可持续性农业的主要限制因子。随着我国人工影响天气技术进一步发展，对云体实施催化增雨业务已逐步成熟，并成为防灾、减灾、保护农业生产的一项重要措施。现通过山东济宁地区近几年人工增雨实践，研究当地人工增雨天气形势、高炮人工增雨作业方法，以便更好地服务于农业生产。

1 人工增雨作业天气形势

造成济宁市冬半年降水的影响系统，大致可分5类，即冷峰、冷涡横槽、南支槽、南方气旋、回流型降水。

1.1 冷锋降水

冷锋是伴随高空槽的地面天气系统，根据冷锋南下的路径可把冷锋分成3类：西北冷锋、北方冷锋和河西冷锋。3条路径的冷锋都能产生降水天气，西北冷锋出现次数最多，但造成降水的机率少;河西冷锋出现次数少，但降水机率大，降水量也较大;北方冷锋的次数少，降水量和降水机率最小。

1.2 冷涡横槽降水

影响济宁市的冷涡横槽，多在秋季与春季引起降水，造成冬季降水较少。冷涡横槽降水多为阵性降水，春末、秋初还可造成雷雨、冰雹等强对流天气。

有利于冷涡和横槽形成的环流形势和温压场条件是：东亚上空处在东亚大槽后的西北气流里;贝加尔湖附近或以西有长波脊向东北方向发展，脊前西北气流加强并顺转为东北气流，引导冷空气南下，使在蒙古的短波槽发展时为横槽，有时可切断成为高空冷涡。

1.3 南支槽降水

当前一次冷高压南下变性即将东移入海，后面的冷高压尚在巴尔喀什湖以西时，若有南支槽自青藏高原移出，槽前西南气流北上可形成降水。

1.4 南方气旋降水

南方气旋是冬半年影响济宁市的主要降水系统之一，降水的机率高，降水量大，其中黄淮气旋降水主要表现在过渡季节。黄淮气旋穿过济宁市，通过山东中、南部入海，所以全市各地的过程降水量均能达中至大雨。

1.5 回流型降水

回流型降水是指从东北平原南下的冷锋过境转东-东北风后产生的降水。回流降水的环流特征是：乌拉尔山地区为长波脊，其东侧为宽广的低压带或横槽，在亚洲中纬度环流平直，锋区分2支，北支在北纬40～45°之间，南支在南纬30°附近，2支锋区上都有低槽，但北支槽振幅小而平浅，南支槽振幅大而深厚。

2 作业云系的选择

大面积高炮人工增雨作业的主要对象是层状云和混合云，济宁市作业时段主要集中在4～6月。根据增雨作业实践以及雷达资料分析，适合济宁市人工增雨作业的云系有以下几类：

2.1 结构均匀稳定的层状云

层状云是由于天气扰动造成的大范围空气抬升而形成的降水云系。水平范围宽广、持续时间长、云层稳定，云内上升气流小，顶部平坦。

2.2 混合云

混合云是由对流云和层状云混合存在的降水云系，由于对流云积聚所产生的下沉气流消耗了部分不稳定能量，抑制了对流云的发展，逐渐向层状云转化，促使降水量增大和持久，有利于增雨作业。

2.3 发展阶段的对流云

回波顶高5～8km，作业效果较好。若回波顶高小于4km时，说明云系发展不够旺盛，或回波顶高大于10km，云梯已发展到晚期，此时作业均收不到好的效果。

从近几年的实践来看，在作业云系中，以层状云系作业效果最好，其次是混合云，而对流云由于持续时间短、移速快、范围小，作业效果一般。

3 作业时机、部位的选择

3.1 催化部位

催化部位的选择是人工增雨成败的关键。高炮人工增雨作业的部位应在云中0℃以上的负温度区，且要求把AgI播撒在含水量和上升气流比较大的区间。

3.2 催化时机

人工增雨催化时机的掌握，直接影响到增雨效果。实践中层状云作业机会较多，应在云顶高度≥6.0km、回波强度≥25dBz时作业为宜;混态云应在云顶高度≥7.5km、回波强度≥35dBz时作业为宜。

4 作业技术方法

4.1 催化剂量

从近几年的实践情况来看，1次层状云人工增雨过程，在有效作业时段内，1个作业点炮弹以20～40发左右效果较好。用弹量太多会造成资金浪费，用弹量太少则增雨效果不佳。混合云可根据云体的发展程度及云体的大小、回波的强弱适当调整。

4.2 最佳发射角与射击方式

根据雷达回波资料，参照高炮性能参数、高空风向等，灵活掌握高炮的播撒高度、影响范围，使催化剂播撒在云中最佳核化高度，通常采取分批催化的方法，作业仰角应处于45～60°射角范围，最佳仰角为55°。不同的催化对象应采取不同的射击组合方式。对层状云高炮多采用同心圆或水平射击组合方式，对流云则采用前倾或垂直梯度射击组合。

5 小结

(1)有利于济宁高炮人工增雨的天气系统主要有：冷峰、冷涡横槽、南支槽、南方气旋、回流。

(2)济宁市高炮人工增雨多以层状云和混态云为主。雷达回波上，层状云作业部位应选在0℃层亮带上，混合云应选择在强回波区附近。

(3)层状云催化时机，应选择在云顶高度≥6.0km、回波强度≥25dBz时作业为宜;混态云应在云顶高度≥7.5km、回波强度≥35dBz时作业为宜。作业仰角以55°为最佳。

(4) 1次高炮人工增雨作业，在有效作业时段内，1个作业炮点以炮弹20～40发左右为宜。

参考文献

[1]宋健.也论“谁来养活中国人”[J].中国人口·资源与环境, 1997, 7 (4) :1-4.

[2]中国气象局.人工影响天气岗位培训教材[M].北京:气象出版社, 2003.

[3]宁瑞斌.聊城市春季人工增雨作业条件分析[J].河北农业科学, 2009 (2) :75-76.

[4]张启良.高炮增雨作业效果评估方法探讨[J].山东气象, 2008 (1) :11-13.

人工增雨作业论文 篇2

2012年11月上旬以后，我县大部地区以高温少雨天气为主，无有效降水天气过程出现，全县大部出现了严重的冬春连旱，截止2013年3月11日，连续123天无大范围有效降水（24小时降水量达到5毫米以上的降水为有效降水），雨量仅为4.4毫米，比历年同期偏少96.5毫米,偏少九成，使得入冬以来出现的旱情持续发展，出现了严重的冬春连旱。面对持续加重的旱情，我局充分认识到当前抗旱救灾工作的严峻形势，把抓好抗旱救灾工作作为当前最重要的工作来抓。为有效利用空中水资源，减轻干旱危害，组织实施人工增雨作业，现将2013年人工增雨作业方案汇报如下：

一、作业方案

根据天气形势和我县目前旱情，从2013年3月中旬至5月底，在××乡兴华村、××乡大山村、××乡小寨村设置3个固定增雨作业点，在××一带设置流动作业点1个。4个作业点随时处于待命状态，能随时应对有利降水的天气形势，抓住有利天气时机，全力开展增雨作业。县委、政府统一部署，分管领导负责指挥协调，气象局负责增雨作业得组织、管理、实施，认真履行《人工影响天气管理条例》规定的政府行政管理职能和依法执法权，负责人工增雨工作的组织实施和指导管理；及时提供实施作业所需的天气资料、情报、预报；

提供有利于作业的天气预报；选派现场的指挥和作业人员；负责人工增雨作业点的指挥和发射任务。各有关乡镇具体组织实施，成员单位协调配合，加强管理，全面提高增雨作业水平。

二、安全保障

人工增雨作业应把安全放在第一位，严格执行《人工影响天气安全管理规定》，作业指挥和作业人员遵守业务规范和作业规程，严禁违规操作。

（一）确保作业期间手机畅通；

（二）严格按照空域管理实施增雨作业；

（三）作业过程中严守操作规程，杜绝违章作业，作业时要避开人口稠密区，确保安全工作万无一失。

××人工影响天气办公室

人工增雨作业论文 篇3

人工增雨(雪)不仅是一项抗旱减灾的有力措施,而且在水库蓄水、生态环境改善、森林草原灭火以及重大活动保障等多方面发挥着越来越重要的作用。人工增雨(雪)作业主要使用飞机、火箭、高炮和气球携带碘化银焰弹等工具,但以上作业方式均受空域限制,有时会因为没有合适的空域而错失作业时机。因此,很有必要发展不受空域限制、可自主指挥作业的增雨(雪)系统。

教授级高级工程师、北京市气象局人工影响天气办公室张蔷主持的市自然科学基金项目“高山、地面增雨(雪)作业装备及相关技术研究”(项目编号:8001002),研制出适合高山使用的催化剂播撒装置——碘化银一丙酮地面燃烧器装置、焰剂型碘化银地面燃烧器以及新型液氮喷洒喷头,具有作业成本低、指挥 环节少、不受空域限制等优点。

碘化银-丙酮溶液地面燃烧装置取得了国家发明专利,并已在海淀、密云、延庆等区县境内安装使用。通过 一段时间的试用,高山地基增雨(雪)作业已正式纳入区县人工影响天气工作业务范围之内,成为北京地区人工增雨(雪)的重要手段之一,特别是在冬季增雪、春季抗旱等人工增雨(雪)作业中发挥了积极作用,对于缓解北京地区的干旱、提高作业效果、合理利用资源具有重要意义。据估算,在2003～2009年的7年汛期期间(5～9月),人工增雨共增加水库流域雨量约为332毫米:因人工增雨作业增加的直接进入密云、官厅、白河堡水库蓄水量约16001万立方米,专家审定认为2004～2009年人工增雨平均相对增雨率约20%,增雨作业效果显著。市委书记刘淇给予好评并做出批示, “增雨工作有成绩,需继续努力,为缓解北京水资源短缺做出新的贡献”。

周口市人工增雨作业效果评估方法 篇4

人工影响天气地面作业以增雨、增雪为主, 作业器具主要采用高炮和火箭。随着近年来作业量不断加大, 人工增雨作业效果的科学评估日渐成为一个重要研究课题。

1 人工增雨作业效果检验与评估方法

人工影响天气作业效果检验与评估是云和降水科学研究的重要组成部分, 也是本学科领域一项亟待解决的研究性和业务性难题。目前, 国内外主要采用物理检验、数值模拟检验和统计检验3种基本方法, 并且科学的效果检验也已从以往单纯的一种检验方法向物理检验、数值模拟检验和统计检验相结合的综合性检验方法发展[1]。

1.1 物理检验与评估

物理检验可以提供验证人工影响天气科学概念和作业技术方法的直观信息, 为评估人工影响天气的作业效果提供物理学证据。物理检验的作用主要包括2个方面:一方面是借助观测手段验证对云施加影响后所期望发生的一系列物理过程是否发生;另一方面是为统计检验提供物理学证据。只有通过周密的设计和全方位的监测才能使物理检验所提供的信息具有更高的价值。为此, 在进行物理检验时, 需对自然云物理本地特征及自然变率加强监测和研究。

物理检验具体检验内容主要包括云的宏观特征变化、云微物理参数变化、示踪物与降水化学响应等, 主要借助气象卫星、气象雷达、飞机、探空气球以及照相或录像等技术手段, 观测采集资料进行分析对比。该方法可以为人工增雨作业效果定性分析提供物理证据, 但无法给出定量的结果, 加之目前各种观测指标容易受到多种因素制约, 精准度存在较大自然变差, 所以周口市目前没有采用该检验方法。

1.2 数值模拟方法与评估

数值模拟方法评估人工增雨作业的效果, 首先是根据云和降水的宏观动力学和微物理学过程, 建立一套能够较真实地模拟自然云和降水在各种条件下发展过程的数值模式, 然后根据人工影响天气播云理论与假说在模式中合理地描述人工催化的作用[2]。

数值模拟在人工增雨作业效果评估中主要起2个作用:一是优化试验方案设计, 预测目标云的可播性, 选择合适的作业器具及技术方法, 提高播云催化试验的预见性、科学性, 从而避免盲目性;二是定量预测催化与不催化情况下云和降水的发展与演变, 并与实际观测结果对比, 从而判断出人工影响天气作业的效果。

现阶段, 由于对云和降水自然规律以及人工催化影响机制了解的还不够深入, 当下的数值模式产品对实际云和降水过程做了相当大的简化, 还不够完善, 用于直接定量地预报云和降水结构、发展与演变过程仍然较为困难, 所以数值模式目前还不能作为一种十分可靠的效果检验手段来应用。

1.3 统计检验与评估

增雨效果的统计检验以地面降水量为统计变量, 由于降水量在时空分布上存在巨大差异, 使得运用统计方法时试图在降水自然起伏背景上对影响区或作业云的自然降水量作出客观和定量的估计[3]。

对于统计检验, 目前国际科学界普遍接受的是随机化对比试验, 这种方案是经过严格科学设计来实施的效果检验, 原则上可以做到符合随机抽样规则, 定量地检验出效果并指明其可靠程度。但由于这类试验需要放弃1/2左右的作业机会, 人们在抗旱增雨的业务实践中难以接受, 因此国内人工增雨作业大多为非随机化试验[4]。现有的非随机化试验方案有序列试验、区域对比试验、区域历史回归试验、区域控制模拟试验、基于聚类的浮动对比区回归统计检验方案、复随机化试验、区域趋势双比分析方案等, 但上述几种非随机化试验进行效果检验也面临着若干问题:一是自然降水预报的精度不能满足效果检验的要求。人工增雨催化效果△R=R催-R自, 其中R催为催化后催化云或影响区实测降雨量, 它包括人工影响的效果和自然降水R自的部分, 可以通过地面雨量站实测得到, 但R自无法通过实测获得。由于目前还无法对自然降水做出准确的定量预报, 因此该方法开展实施仍较困难。二是非随机化试验的功效、准确度、灵敏度低, 影响效果统计检验的客观性和科学性。

2 周口市常用的人工增雨效果评估方法

2.1 人工增雨效果评估方法的选取

周口上空处于双十字线航道交叉口, 据不完全统计, 每天经过周口上空的飞机约1 200架次, 并且距离新郑机场较近, 飞机飞行高度相对较低。这些不利因素很大程度上限制了周口市人工增雨作业空域申请及批复, 同时由于所辖县 (市) 较多, 很多时候周口市人工增雨作业采用分批次、多时段模式进行。由于所辖县 (市) 作业区域存在时间差, 目标区域选取在一定程度上比较接近随机过程。结合近年来实际作业情况, 对比分析3种不同的效果评估方法的利弊, 周口市目前常用的仍是随机化过程中的区域随机交叉对比试验方法。

区域随机交叉对比试验方法[5]要求不考虑地形的影响, 雨量分布均匀且雨强小、云内上升气流小、云层较为稳定。由于周口地处平原地带, 地形起伏较小, 基本可以忽略地形对降水的影响。同时, 考虑到作业时的天气过程大多为相对稳定的层状云降水, 因此在对比区域的选取上周口相对较为自由灵活。除了人工催化这一因素外, 其他因子对降水贡献没有系统性的误差。通过催化区域和未催化区域比较, 如果这2组区域观测到雨量有明显的差异, 就可以归因于人工增雨作业带来的效果。

2.2 区域随机交叉对比试验计算方法

2.2.1 对比区和影响区的选取。

影响区是指受到人工催化作业影响的地区, 一般位于人工催化作业的作业点下风方向。影响区的大小取决于很多因素, 如火箭发射的仰角与方位角、高空引导风的风向与风速、催化剂的影响时间等[6]。

对比区是指不受人工催化作业影响的地区, 通常对比区的选择要满足以下要求:不受人工催化作业影响, 与影响区地形相似, 作业期2个区所受影响的天气系统以及降水类型相似, 两区均应有较稠密的自动雨量站。

2.2.2 对比区和影响区平均雨量R对和R影。

目前, 周口市自动雨量站分布较广, 采用区域内雨量站雨量算数平均更具有说服力, 具体计算公式如下:

一般催化剂有效作用时间定为3 h, 因此ri为作业3 h后所选区域内各雨量站点雨量值。

2.2.3 计算增雨量。

计算出对比区和影响区平均雨量R对和R影, 令影响区面积为S, W为影响区增加的雨水量, 那么W计算公式如下:

W= (R影-R对) ×S

2.3 周口市人工增雨作业效果评估实例分析

2016年4月5日8:00起周口市有冷锋云系自西南向东南移动, 移速约为30 km/h, 逐步开始影响周口市。15:00, 云中局部具有丰富的液水含量, 光学厚度最大可达40, 云顶温度局部最低约为-40℃。根据以上分析预测5日18:00至6日8:00, 云系将主要影响周口市南部、西南部地区, 并逐渐向东南方向移动。云顶温度较低, 云光学厚度较大, 云垂直发展密实, 云中可能有过冷水, 都有一定的地面增雨条件。4月5日, 周口市人影办组织全市积极做好人工增雨作业准备, 预设作业点地理分布见图1。

结合有利天气形势及空域批复情况, 周口市项城、淮阳、西华、沈丘4个县 (市) 成功开展了人工增雨作业, 对比天气发展过程, 取上游商水和郸城分别为对比区, 项城和沈丘为有效影响区, 具体见图2。

按照上述计算方法, 在A区域和B区域内分别取6个自动站雨量值算术平均得平均雨量R对A和R影A, R对B和R影B, 计算结果见表1。

对比分析可知, 4月5日夜间周口市人工增雨作业2个区域共增加雨量701万t, 增雨效果较为显著。

3 结语

本文采取的区域随机交叉对比试验计算方法的前提是假定作业期间自然雨量的空间分布统计上是均匀的, 这与实际发生的自然降雨有区别, 存在一定的局限性[7], 但计算结果在很大程度上能反映高炮、火箭作业效果, 仍不失为目前评估人工增雨作业效果的一种简单可行的方法。

摘要：周口市作为河南省产粮大市, 近年来干旱频发, 因此以抗旱为目的的人工增雨作业量不断加大。为更好地对增雨效果进行评估, 对比分析物理检验、数值模拟检验和统计检验3种人工增雨作业效果评估基本方法, 综合分析3种方法利弊。结果表明, 周口市目前采用的效果评估方法是第3种, 即统计检验, 具体检验评估方法是随机化过程中的区域随机交叉对比试验方法。详细阐述了该方法的具体实施及计算, 并对周口市2016年4月5日一次作业过程进行了科学评估, 计算结果表明, 此次作业共为周口市增加雨量701万t, 增雨效果较为显著。

关键词：人工增雨,效果评估,随机化,非随机化,区域对比,河南周口

参考文献

[1]邓北胜.人工影响天气技术与管理[M].北京:气象出版社, 2011:138-152.

[2]张蔷, 郭恩铭.人工影响天气实验研究和应用[M].北京:气象出版社, 2011:78-82.

[3]于丽娟.人工增雨效果物理检验适用方法研究和个例分析[D].北京:中国气象科学研究院, 2009:32-35.

[4]王婉, 姚展予.2006年北京市人工增雨作业效果统计分析[J].高原气象, 2009, 28 (1) :101-105.

[5]柳岳清, 周国华, 邓霞君, 等.单次火箭人工增雨作业效果评估方法探析[J].北京:中国学术期刊电子出版社, 2010:29-33.

[6]冯正勇, 安慧文.宝坻区人工增雨作业效果评估方法[J].农业与技术, 2012, 32 (6) :41-45.

人工增雨作业论文 篇5

分析了飞机人工增雨作的l临近预报产品需求,探讨了能够满足相关需求的探空资料和雷达数据分析方法,通过分析计算可以得到特定高度层上的饱和度等参量以及回波特征,并发现这些特征量对飞机人工增雨作业具有很好的指导作用.以制作和建立飞机人工增雨作业临近预报业务流程,提供临近预报和服务产品为目的.,介绍了江西省相关业务的进展情况,重点探讨了预报制作过程中绘图和文档制作的程序实现方法.

作 者：支树林 娄桂杰 盛志军 Zhi Shulin Lou Guijie Sheng Zhijun 作者单位：支树林,盛志军,Zhi Shulin,Sheng Zhijun(江西省气象台,江西南昌,330046)

娄桂杰,Lou Guijie(南昌市气象局,江西南昌,330038)

人工增雨作业论文 篇6

目前我市用于人工影响天气作业的主要设备是WR-98型火箭作业系统, 该火箭具有射程远 (9KM) 、播撒高 (最大高度8.5KM) 、催化剂量大 (Agi含量为10g) 、成核率高 (在-10°成核率为1.8*) 等特点。共有火箭发射架19套, 配有人影作业车17辆, 同时经过空军空域管制部门的审核, 全市共布置了42个对空射击增雨作业点, 根据需要适时开展增雨作业。

1 天气形势简析

2012年春季以来我市降水明显偏少, 森林火险等级居高不下, 西部水库蓄水量严重不足, 土壤墒情较差, 不利于开展春耕作业。4月23日20时500hPa高空槽移至河套地区, 且极地不断有冷空气补充南下, 河北省处于槽前西南气流中, 700hPa在河套、山西一带存在切变线, 动力条件较好;低层850hPa有一支偏南低空急流 (图1) 从南海伸向河北省南部, 邢台站风速达16m/s, 与低空急流相对应有一条湿舌伸向我区, 石家庄地区比湿达到10g/kg, 水汽条件充沛;地面, 石家庄处于倒槽顶部, 辐合条件较好, 整个形势对降水比较有利。

2 科学开展人影作业

对于此次降水过程, 我们利用石家庄市新乐的新一代多普勒天气雷达进行了全程的指挥、监测。24日03时左右, 雷达显示石家庄西部开始出现回波, 强度为20dBZ, 03时20分, 西部地区降水随之开始。通过分析雷达PPI径向速度图像 (图略) , 发现04时50分开始, 1.50°仰角的PPI速度图上出现了零速度线呈“S”型的分布特征, 说明有暖平流存在, 到05时50分时, 速度图上出现了正负面积不对称, 速度负面积大于正面积, 同时负速度值大于正速度值, 即出现了暖平流辐合流场, 降雨云将继续发展增强, 有增雨潜力, 人工增雨作业的有利时机已然出现。市人影办申请空域后, 立即对平山气象局小觉增雨作业点 (县城西北、60公里) 下达了作业指令, 作业时间为05时55分到56分, 共发射火箭弹4枚, 发射方位320°, 仰角65°, 火箭播撒碘化银烟粒经小觉、营里乡一带, 整个作业范围覆盖杨家桥等3个乡镇, 面积约270平方公里。 (见图2)

3 雷达回波分析

05时54分雷达探测到在平山西部有大片降水云系覆盖, 云层的回波强度大都为30dBZ, 此时这一区域正在下着小雨, 05时55分、56分进行人工增雨作业后, 经过约20分钟, 增雨效果逐渐显现。实施人工催化后, 多普勒雷达产品资料中基本反射率、垂直液态含水量、回波顶高均出现显著变化。

3.1 基本反射率分析

反射率因子产品一直作为雷达的标准输出, 它是一种用来确定降水回波的移动以及未来趋势的极好工具。06时24分, 云层被催化后, 在催化云区域出现了42dBZ的强回波, 并且还有继续加强的趋势, 相对比作业前, 雷达回波面积明显扩大, 并且更加密实, 云的厚度也有所增加, 见图3。而非催化云则回波较弱, 从而判断此次对目标云的催化达到了增雨的效果。

3.2 垂直液态含水量分析

垂直液态含水量反映了降水云体中在某一确定底面积的垂直柱体内液态水总量的分布, 它对于判断云团潜在降水量有重要的参考作用。通过观察作业前后垂直累积液态含水量我们发现 (见图4) , 催化前液态含水量约为3kg/m2, 而人工催化后, 经过约30分钟, 催化云发生了微物理反应, 液态含水量达到约为10kg/m2。这表明经过一段时间的催化后, 回波对流发展较为旺盛, 上升气流较强, 使得液态含水量呈扩张态势。

3.3 回波顶高分析

回波顶高反映的是降水云体在空间上所达到的最大高度, 对判断降水云的发展有着指示作用, 一般回波顶越高, 说明对流发展越强。从作业前后回波顶高的变化来看, 作业前回波顶高为6krn, 作业催化10分钟后, 回波顶高即达到8krn, 06时12分达到9krn, 这一高度维持了约半小时 (见图5) , 通过作业, 使作业区内云顶高度平均增长了3krn, 作业效果显著, 而非作业区云顶高度并没有明显变化。

4 地面雨量变化

进行人工催化后, 约30分钟, 地面雨量逐渐加强。以增雨区域内的营里乡为例, 根据区域气象观测系统的数据, 火箭发射前1小时降水4.4毫米, 发射后1小时降水量15.1毫米, 2小时降水量18.3毫米。另外我们还整理了作业点周围六个雨量点24小时雨量情况, 主要观察火箭增雨后的雨量变化情况, 从表1可以看出, 火箭增雨影响范围内的营里乡、杨家桥、蛟潭庄雨量明显大于非作业区下槐、西柏坡、苏家庄等地。

5 结语

1) 这次人工增雨作业是在有利于降水的大尺度天气背景下进行的。在冷、暖气流以及人工增雨作业的共同作用下, 24日石家庄迎来了今春第一场透雨, 全市大部分地区降雨量在15到40毫米, 平山的杨家桥最大为69.2毫米。此次降雨有效地降低了森林火险气象等级, 明显缓解了持续的旱情。

2) 雷达跟踪监测发现, 经过火箭人工催化作业后云的反射率回波强度增强、垂直液态含水量增加、云顶迅速上升、作业影响区降水增多, 说明增雨效果明显。新一代多普勒天气雷达在增雨作业过程中的指挥、监测、效果检验方面发挥着积极、重要的作用。

参考文献

[1]俞小鼎, 姚秀萍, 熊廷南等.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].北京:气象出版社, 2006.

[2]中国气象局科技发展司人工影响天气岗位培训教材[M].北京:气象出版社, 2003.

[3]孙旭映, 王劲松, 王静.火箭增雨效果雷达回波分析[J].干旱气象, 2005.

[4]王以琳, 魏建苏.一次火箭人工增雨分析[J].气象科学, 2009.

人工增雨作业论文 篇7

一、人类影响天气的发展历史

早在远古时期, 天气的变化和大气的变化就已经引起了气象学家和学者的关注, 我国也是世界上最早观察和记录天气天象的古代国家之一。据考古资料显示, 我国原始人类在与大自然的抗争中就已经知道利用自然条件来躲避风雨雷电等自然灾害, 并学会利用火, 食用熟食等生活技能。早在五千年前, 我国劳动人民就懂得根据天气和气候的变化来种植作物, 建造房屋了。当然, 在远古时期, 我国的劳动生产率较低, 迫于这个限制, 当时对天气和气候的研究是非常有限的。

殷商时代, 我国的第一本物候学著作《夏小正》的问世可谓是人类人工影响天气历史上的一个里程碑。此著作大量地记录了天气和天象的变化, 并介绍了一年中各月的天气现象和气候变化以及相应月份应该从事的农事活动, 由于此著作的出现, 我国的农业在当时的世界是遥遥领先的。

我国历史上专门负责观察天气变化的机构叫"观象台", 国家设定专门的人员来观测天气变化, 类似于我们今天的气象局, 由于此机构的设置, 为我国当时的农事活动提供了大量的指导数据, 因此, 我国农业的发展是领先的, 也因此奠定了我国农业大国的历史基础。由此可看出我国气象事业具有悠久的历史。

随着社会的发展和时代的进步, 人类对气象和天气的研究有了更深层次的认识。战国时期, 已经有军事家懂得利用气候条件进行战争, 这又是人类利用天气条件为人类服务的一大创举。《黄帝内经》中也有了记载, 利用天气气候等条件, 可以调高人们的免疫力, 防止疾病的发生的一些简单疾病的治疗。汉代韩婴的著作《韩诗外传》中提出"草木之花多五出, 独雪花六出", 而世界上其他国家发现这一现象比我国晚了近2000年。

古代的气象仪器研究领域, 我国也是成就显著。古代战争中已经有相风旗的出现, 汉代又出现了羽炭测温计来测量空气的温度和湿度, 唐朝时期的李淳风更是世界上第一个利用仪器给风定级的人, 他将风分为八级, 并发表了著作《乙已占》, 这部著作在19世纪初期才传到了欧洲, 英国学者蒲福在此著作基础上又进行了更精确的划分, 将风定义为12级, 也就是我们现在所使用的风级的概念。

在我国古代的气象学与天气学的研究中, 对暴雨、冰雹等自然灾害也做了系统的分析, 在气象物候学, 军事物候学, 医学物候学方面也有所涉及, 我国古代的气象学及人工影响天气的研究为世界此方面的研究和进步做出了巨大的贡献。

二、人工增雨的必要性

近年来, 随着经济的发展和工业化程度的加深, 人类对大气的破坏程度也急剧加深。旱涝现象频出, 因此人类对天气的影响就显得尤为重要了。

我国首都北京地区的缺水状况尤为严重。人均水资源占有率不到200立方米, 远低于世界平均水平的1000立方米。因此解决我国缺水的问题迫在眉睫。由于科技的进步和技术的发展, 人工增雨技术应运而生。这种新型技术的出现给人类带来了福音, 虽然缺水状况依旧, 但情况已经大为改善了。

1. 人工增雨的科学含义

现在社会上流传一种“人工降雨”的说法, 其实这种说法是不准确的, 人类不可能违背自然规律进行人工的“降雨”, 而是通过利用自然条件, 在遵守自然规律的前提下, 人为的“增雨”。因此, 现在给出人工增雨这项技术的标准科学定义:人工增雨是指在自然降雨之外, 利用现有的气象条件, 通过人工干预的方法, 使其再增加一部分降雨的科学手段。其原理是利用飞机、增雨火箭或高射炮将催化剂发射到云层中, 对局部范围内的云层中的水含量进行催化, 使云层中的水滴增多并使其重量增加, 去掉蒸发的一部分, 大部分就降落到了地面, 形成了降水。

2. 人工增雨的作用

我国是世界上的人口大国, 各种资源的消耗量都大的惊人, 水资源也一样, 因此, 我国想到了利用人工增雨的方法来增加水量的方法。我国最早的人工降雨是始于20世纪50年代, 无论从规模还是数量上来说, 我国都是人工影响天气变化的大国, 而自从人工增雨技术的引入, 我国的旱涝灾害明显减少, 农业产量上升。而近年来由于人工增雨技术的不断成熟, 其作用已经不仅仅作用于农业了, 对于森林火灾的救护, 生态建设, 增加水资源方面多做出了突出的贡献。这也印证了科技的发展是为人类服务的这句话。

三、人工增雨作业必须重视的问题

人工增雨这项技术虽然是一项造福人类的科技成就, 但凡事都有利有弊, 因此, 在作业中的一些问题还是要给予重视的。

1. 作业中对云层的选择

根据相关资料显示与作业人员的实践经验, 云层的选择是人工增雨取得何种效果的关键。要选择适合作业和水汽较厚的云层进行作业, 带有雷电的积雨云是最佳的作业对象, 此类云层本身就能降水, 对其进行作业, 就能得到中雨以上的理想效果。

2. 发射工具的选择

人工增雨作业中, 催化剂的发射工具尤为重要。如空中有带有雷电的积雨云或者云团比较完整清晰, 这时就比较适合使用高射炮或增雨火箭进行作业, 因为此类云团本身就能降水, 只要适当的进行催化, 就能取得理想的效果。而如果空中不具有积雨云, 且云团模糊不清, 看不到边际, 这时如果还是采用高炮火箭等作业效果就不会很好了, 这时应采用飞机进行作业, 飞机飞到云层中, 通过抛洒干冰来催化云层中的冰晶, 这时出现"蝴蝶效应", 降水顺利完成。

3. 作业地点的选择

作业地点的选择是人工增雨作业的关键所在, 因为作业地点的选择直接关系到受益点。作业受到云速、风速、作业点与受益点距离的制约, 因此, 作业地点要选择在受益点的上风向。另外, 由于使用高炮或者火箭在发射完成后, 其弹壳一般不会炸毁, 完成爆炸后会因为重力作用落回地面, 因此, 就要考虑弹壳的落回是否会对人、房屋等建筑造成损害, 所以, 人工增雨地点的选择和时机的一样, 都是人工增雨作业中的关键, 是人工增雨作业能否完成及完成质量的保障。

4. 作业时机的选择

由于受各种天气条件的制约和影响, 作业时机的选择也是非常重要的。作业提前可能造成雨量减少, 作业滞后可能造成错过了最好的时机, 都会影响降水的效果, 因此, 掌握好时机在人工增雨作业中是很重要的一项工作。

结束语

自古代以来, 人类就在不断探索大自然的奥秘, 天气状况更是人们所关心的, 因此, 人工影响天气一直是人类所研究的课题, 随着经济的发展和技术的进步, 人类如今在遵守自然规律的前提下, 已经可以简单的影响天气变化了, 人工增雨这项技术的使用必将为中国经济的发展增光添彩, 亦将为世界的和平与稳定做出贡献。

摘要：自古以来, 人类对天气现象的探索和研究就从没停止过, 大自然的奥秘对人类的吸引是从不间断的, 而因为人类的智慧, 人类逐渐能够影响天气, 利用天气, 本文将针对人工影响天气的发展历史和现代人工增雨作业的问题和现状进行分析, 以达到利用现代技术为人类造福的目的。

关键词：人为,影响,天气,历史,增雨作业

参考文献

[1]李艳伟.冷云催化剂及其在层状云催化增雨中的应用研究[D].南京:南京气象学院.2009.

[2]毛节泰, 郑国光.对人工影响天气若干问题的探讨[J].应用气象报, 2009.17 (5) .

[3]朱乾根, 寿绍文.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社, 2010.

[4]王登琪, 王伟, 孟惠民, 2008年气象条件对黄泛区小麦生长发育的影响[J].分析气象与环境科学, 2009, 32 (B9) .

人工增雨作业论文 篇8

山西省临汾市气象局自2004年开始试运行新一代天气雷达, 在这不足10年的多普勒雷达系统运行过程中, 基本保障了每次重大天气过程的跟踪监测和预报服务, 尤其在对临汾市及周边地区的人工增雨 (雪) 服务作业发挥了重大作用。多普勒雷达利用较高的时间和空间分辨率特点, 充分反映出降水云系的强度性及其移向、移速和发展阶段等信息, 对人影作业预警、决策和作业方案设计、作业指挥以及作业效果评估等发挥出巨大作用, 充分提高了人影作业效果, 避免和降低了灾害性天气带来的严重影响。

2多普勒雷达在人工增雨作业中的应用分析

2.1 监测天气系统变化

通过对云带和降水的遥测和监视, 充分了解掌握作业当天的云系结构及特征。当多普勒雷达监测图上出现了大面积的降水回波或强对流单体回波时, 说明此时天气系统的变化有利于实施人工增雨天气作业, 应立即向领导汇报, 将当前天气监测情况向各个作业点进行通报, 并加强雷达监测跟踪天气变化情况, 随时做好作业准备。通常, 低槽、气旋低涡、冷锋、地面辐合线和人工降雨等天气系统形势对临汾市人工增雨作业较为有利。

2.2 选择有利作业时机

根据雷达观测实时资料中雷达回波发展方向和移动速度以及降水实况, 可判断出天气发展趋势, 找准有利时机开展人工增雨作业。对多普勒雷达径向速度场资料进行分析, 当出现高层辐散低层辐合的天气条件时, 对降水的发展或维持十分有利;通过雷达回波位置和范围可确定人工增雨火箭发射部位及发射高度等;在确定人影作业时机的基础上, 制定出实效作业计划, 有针对性的实施催化作业。

2.3 对催化剂用量的计算

首先要利用雷达图像对作业区域体积、含水量进行估计;当前人工增雨作业火箭射程较高, 催化云层也较高, 火箭AgI焰剂核化速率高, 且成核率高, 是动力和静力催化下的共同作用。人工增雨过程中, 若要使对流云达到动力催化效果, 人工冰核浓度达到了300～500个/L, 由多普勒雷达VIL产品即可获知作业区含水量。将降水回波顶高度和强对流风暴顶高度强度阈值分别以18dBz、30dBz回波强度代替进行用弹量计算, 其中VIL大值区对应回波强度大值区, 不同阈值的VIL面积即代表不同强度对流云回波面积, 当降水回波阈值为15kg/m2、强对流风暴回波为35kg/m2时, 将对流云回波高度和面积代入, 定量计算出对流云体积即作业区体积。分析多普勒雷达回波强度和云系中液态含水量的大小, 根据云系含水量和天气条件下的上升气流, 由于播云后30秒内可发生核化作用, 在对催化剂用量的估算考虑上应着重于引晶层体积 (冰核烟团在此段时间内的扩散体积) , 引晶层体积由播撒路径 (km) ×4km (烟团扩展水平宽度) ×0.4km (垂直厚度) 得出, 然后根据单位体积所需的冰晶个数、引晶层体积、实测作业区含水量以及催化剂在云的温度下成核率计算出人工增雨作业用催化剂总量。

3多普勒天气雷达对人工增雨催化效果的评估

利用多普勒雷达对每次人工增雨作业过程前、作业过程和作业后的积云团回波变化情况进行探测, 使雷达回波资料图片的平显和高显准确、完整、连续, 并具有一定的代表性和比较性。一般情况下, 人工增雨效果与多普勒雷达产品中基本放射率、垂直积分液态水含量、回波顶高等有关;当基本反射率值≥50dBz, 作业后出现了大雨或中到大雨;≥30dBz时达到中雨以上作业效果的次数增加;处于20～30dBz之间时多出现小到中雨或小雨天气过程;而<20dBz时, 作业后可视为无雨或小到中雨, 这是由于受作业条件和时机的影响, 实施作业后雷达低层反射率值降低而造成无效作业;可见基本反射率越大, 作业后出现较高降水量级次数也多。人影作业效果与垂直积分液态水含量关系也较为密切, VIL≥20kg/m2, 作业后几乎全部出现中到大雨、大雨过程, 尤其高于30kg/m2时出现了较强的大雨天气;VIL≥10kg/m2作业后主要出现了中雨及以上降水;若VIL处于1～10kg/m2之间, 作业后自小至大各级雨量均有可能出现;VIL<1kg/m2时多为小雨、小到中雨、中雨, 个别情况下作业后无雨。在对回波顶高分析后发现, 当回波顶高达到10km以上时均出现大雨降水过程;≥8km时为中到大雨或大雨过程;回波顶高≥6km时多以小到中雨作业效果, 且中雨以上级别呈增加趋势;回波顶高<4km时, 仅个别次数出现小到中雨, 多以无雨或小雨情况。

4结语

新一代多普勒天气雷达监测系统可生成高达72种气象信息, 不但对暴雨、台风等灾害性天气具有很强的监测和预警能力, 而且极大地提高了气象台站对于中小尺度天气系统的监测、预警和短时临近天气预报以及定量测量降水水平, 在人工影响天气作业期间, 通过对人影作业天气系统监测, 对作业地点和时机以及催化剂用量的确定, 实现对人影高炮、火箭的高效指挥作用, 是临汾市干旱时期有利天气条件下开展人工增雨作业的有力保障, 对于临汾市科学、合理开发空中水资源, 提高应对防灾减灾能力具有重要意义。

参考文献

[1]徐春阳, 沈阳.充分发挥多普勒雷达在我区人工增雨作业中的作用[J].宁夏农林科技, 2006 (04) .

人工增雨作业论文 篇9

1 短时预警报系统在人工影响天气中的作用

短时预警报系统为包括每隔6分钟和1小时时段, 包括组合反射率、雷达回波顶高、垂直液态含水量等多种产品。其内容丰富, 为人工增雨云团的监测提供微观指导, 而气象资料为云团观测及增雨作业提供宏观指导。

短时预警报系统的作用[2]: (1) 可以监测云带。对云带或雨带进行监测, 了解其云系的物理结构、特征、中心强度、移向移速等, 从而选取最好的人工增雨作业区域、对象。 (2) 依据观测资料分析结果, 指挥并实施人工增雨作业。 (3) 开展人工影响天气效果评估, 以此评估人工影响天气效果。

2 作业思路

2.1 作业分析

此次作业, 主要选用了短时预警报系统组合反射率图。人员分为两组, 一组被安排在天门市气象台监视天气变化, 另一组派到人工增雨作业点, 试验期间两组保持密切联系。

从8月28日08时850h Pa天气图上可以看出 (图1) , 在四川的西北部经重庆至湖北省的东部有一切变线, 配合云图可以看出, 主要积雨云团位于天门西北部张港镇附近。该云团属变性冷高压下的不稳定对流云团, 且朝着偏西北的方向向我市发展。从水汽云图上看, 其中心值会加强, 到09时, 该云团位于我市蒋湖、张港附近, 其反射率强度值达到45-50d BZ, 具有人工增雨条件[3]。因此, 天门市人工影响天气办公室利用其进行了增雨作业。

经过进一步的观察, 在8月28日15时, 位于天门市西北部的钟祥和南部的潜江都有对流性云团。根据云图分析, 潜江的对流云团向西南方向发展, 未来有可能位于天门市上空, 在16时。部分云团已移入天门市东南部, 未来有扩大加强的趋势。到17时 (图2) , 对流性云团已布满了天门市中部以东的所有地区, 且中心强度值达到了50d BZ, 具有非常有利的人工增雨作业条件。

2.2 作业过程

2.2.1 第一阶段 (8月28日08时-09时) 作业

人工增雨所需条件:一是云层较厚, 云底较低, 云底高度小于4km;二是有云和降水过程处于持续发展阶段;三是有持续上升气流。

从8月28日08开始观测短时天气预警系统, 从组合发射率拼图上 (图3) 可以看出, 天门周围有大片云系, 特别是天门西北部和南部地区, 回波强度达到30d Bz以上, 都有可能移到天门。但在西北部的对流云系, 由于对流运动较强, 在09时都已释放能量并消散。而在南部的积雨云, 受西南气流的影响, 不断地向天门市西南部移动。到09时, 该对流云团到达天门市的蒋湖、张港镇附近, 其对流云高为1-3km, 且对流云中心强度值达到55d BZ, 雷达回波顶高为9km, 满足作业条件, 因此在9点31分在该云团处进行了人工增雨。

2.2.2 第二阶段 (8月28日15-17时) 作业

8月28日09时对天门西南部小范围的对流云团进行增雨后, 由于还不能解除天门市中部及东部的旱情, 因此对其进行了第二次作业。根据当时环流形势分析和卫星云图资料作出判断, 由于西风带系统有所加强, 副热带高压进一步南退, 从8月28日15~17时 (图4) 组合发射率因子图上可见, 自28日15时开始, 进入天门中部和东部的对流云团不断发展壮大。到17时, 其中心强度达到50d Bz, 对流云底高度为3km, 雷达回波顶高为8km, 这样的条件适合实施人工增雨作业。因此对其进行了第二次人工增雨作业。

3作业效果检验

对流云团从潜江进入天门后, 实际上云团内部能量几乎消耗殆尽, 顶已经开始坍塌。在实施人工增雨作业以后, 云团内部水汽重新开始凝结, 在凝结过程中释放出大量能量, 产生一个正向推动作用, 在天门东南部产生一场暴雨。从28日凌晨3时开始, 天门市气象局通过天气雷达捕捉到对流云团, 迅速派出人工增雨作业应急队伍赴黄潭、岳口等作业点, 等待最佳作业时机。通过车载雷达实时跟踪对流云团, 火箭弹最终准确击中对流云体, 大雨如期而至。至29日8时, 天门市气象局已先后赴黄潭、岳口、横林等乡镇开展人工增雨3次, 累计发射火箭弹10发, 作业区降雨明显, 普降大到暴雨。通过人工增雨作业, 天门市大部乡镇旱情基本得到缓解或解除。

各自动雨量站雨量资料显示, 全市各乡镇普降大到暴雨, 马湾降水量65.2mm, 皂沉湖44.4mm, 麻洋40.5mm, 岳口38.7mm, 汪场34.4mm, 黄潭34.1mm, 彭市30.7mm等, 作业试验效果较为明显。此次在外场作业, 雷达回波强度在30d BZ以上, 云底高度在4km以下, 对流云团所含水汽丰沛, 足以产生降水。

天门市此次人工增雨作业结果表明, 根据武汉中心气象台提供的短时预警报资料, 并结合其他数值预报产品, 指导基层气象部门开展人工增雨作业, 可达到预期的作业效果。对天门来说, 垂直能见范围在2~8km之间, 正是对流云主体的高度, 非常适合用其资料指导人工增雨作业, 既能保证作业安全, 又能保证作业效果。

摘要：2009年入伏以来, 天门市降水偏少, 干旱较为严重, 给天门市农业带来很大损失。因此, 天门市气象局利用短时预警报系统, 并结合MICAPS资料, 精确地检测对流云团的移向、移速及其中心强度, 指导人工增雨作业, 缓解或解除旱情, 减少农业的损失。

关键词：人工增雨,预警,干旱

参考文献

[1]贺程程, 张德怀, 陈启红.一次应用等效雷达产品指导人工增雨作业实验结果初报[J].湖北气象, 2005 (4) :7-11.

[2]周传喜, 楚涤修, 熊华南, 尹忠海, 李绚丽.多普勒天气雷达产品在人工增雨中的作用探讨[J].广西气象, 2005, 26 (s1) :106-109.

人工挖孔作业桩基施工应用探讨 篇10

关键词：桥梁桩基,人工挖孔,技术应用,工艺要求

1 工程实例

某高速公路路基标, 共有中桥4座, 桥长在20~60m之间水等, 下部结构为柱式墩台, 基础全部采用φ1.0~1.3m钻孔灌注桩基础。该地地质情况较好, 地层组成较为简单, 大部分地表仅有1~2m为土质复盖层, 其下均为花岗岩及风化岩;地下水类型上部为上覆第四系孔隙潜水, 基底为花岗岩裂隙水, 地下水量较少, 对砼没有腐蚀性, 且土层密实。为确保工程质量、加快桩基础施工进度和降低成本, 经多方分析论证, 对中桥设计大部分较短的桩基础采用了人工挖孔法予以施工, 其岩层的开挖采用微差控制爆破方法进行设计与施工, 从而达到了较为理想的效果。

2 工艺特点

2.1 挖孔施工的优点:

具有机具简单、技术含量不高, 易于适时的过程控制和造价低的特点;易于进行持力层地质状况鉴别和孔底沉渣控制, 成孔直观, 砼灌注质量易控制, 有利于成桩质量的保证。必要时桩底可做成扩大头以增加单桩承载力;可不受设备限制, 而多个挖孔桩同时开始, 作业点多, 施工工期短;适用于山区场地狭隘, 地势崎岖不平及软基地段或地质复杂等施工环境恶劣条件下进行施工, 且在施工中对水、电需求量较小, 有利于条件落后地区施工;它还具有排土少, 无泥浆污染、无噪音和无震动, 对周围建筑物无易造成影响等环保特点。

2.2 挖孔施工的缺点:

不适于地下水丰富、桩长超过25m或有流塑状泥、砂及溶岩地区的施工;人工劳动强度大、作业环境差、危险性高, 容易出现安全事故;工作面广, 交叉作业多, 管理者要合理组织, 精心策划方能充分发挥挖孔桩的优势, 对管理人员素质要求高。

3 准备工作

平整施工场地, 清理地面乱石、杂草, 测量放样出桩位中心的准确位置, 施测十字线, 放好稳定牢固护桩;在孔口的四周挖排水沟, 搭设好孔口活动雨棚, 做好防排水工作;安装电动或手动卷扬提升设备;布置好出渣道路;合理堆放材料和机具, 使其不增加孔壁压力, 不影响施工;孔口周围采用木料制成木质架或用砼予以围护, 其高度应高出原地面20cm~30cm, 防止土、石、杂物落入孔内伤人。

4 技术要点

4.1 人工挖孔

土质、砂砾层由人工从上向下逐层开挖, 每节开挖高度为1.0~1.2m, 主要采用镐、锹, 先挖中间后挖四周, 每节上部直径为1.4m, 下部为1.6m, 弃渣装入吊篮或吊桶内, 用卷扬机提升至孔外。挖掘时, 不必将孔壁修成光面, 孔壁凹凸不平有利于增加桩壁摩阻力, 对于粒径度较大的漂石可用钢钎锤破碎, 必要时用风钻在其中心打眼, 予以爆破。

对于岩层开挖, 根据井巷掘进原理及以往类似工程施工经验, 要采取爆破作业, 本工程炮眼设计采用中心掏槽眼、辅助眼、周边眼相结合的布孔方法, 利用多个段别毫秒雷管实现微差控制爆破。炮眼布置宜在桩中心布一孔, 其余距桩壁40cm, 孔距40cm, 呈圆形布置。软质岩层孔深不超过90cm, 硬质岩石孔深不超过50cm, 根据岩石软硬度每个孔点内装1/3~1/2药量, 顶部装粘土封严, 防止跑气, 严格控制装药量, 以松动爆破为主。一般中间炮眼装销铵炸药1~2卷, 边眼装药不超过1卷, 有水眼孔要用防水炸药或用胶袋密封。

桥桩净径加护壁1.3~1.8m, 设计爆破断面面积S=1.57~2.07m2, 中心眼:4个, 孔深0.9米, 药量Q0=350g/孔周边眼:孔数13个, 孔深0.9m, 药量Q0=250g/孔, 总药量Q=4.65kg/m3, 设计爆破功效=π=0.8, 活环进尺0.72m, 实际单耗=q实=3.66kg/m3为防止孔桩底部水导致炸药失效, 本设计炸药采用防水性能好的乳胶炸药。爆破网路采用单孔桩内大串联的方法施爆, 起爆源使用MFB-200型起爆器。

4.2 浇筑砼护壁

为防止塌孔, 在下挖1.2~1.5m后应停止开挖, 在孔中间架设圆形外模, 上口内直径为1.0~1.5m, 下口内直径为1.2~1.7m, 每节长1m, 模板中心应与桩中心准确对正, 并支设牢固。第一节砼护壁浇注应高出井沿30cm, 厚度同护壁, 以保护井口和防止物体滑落井内伤人。

护壁砼的标号不应低于C15, 并应掺加适量的早强强剂, 砼塌落度控制在7~9cm。砼通过模板上沿与护壁的10cm间隙填入, 用钢钎插捣配合手捶击模板捣实。

人工挖孔应确保每节护壁砼设计强度、厚度、同心度、直径及垂直度符合要求。护壁浇灌24小时后方可拆除模板。石质地段坑壁稳定时, 可不进行护壁。

4.3 灌注砼

桩孔挖成并报验后, 即要安设钢筋笼, 浇灌砼。当孔底及孔壁渗入的地下水上升速度较小时 (参考值小于6mm/min) 可采用在空气中灌注砼桩的方法, 砼塌落度7~9cm为宜。砼可在导管中自由坠落, 导管应对准中心。管口与砼距离不得大于2m, 开始灌注时孔底水深不宜大于5cm, 灌注砼的速度应尽可能快, 使砼对孔壁的压力大于渗水压力, 以防水渗入孔内。距桩顶底部2m以下灌注的砼, 可依靠自由跌捣实, 在此线以上灌注的砼应用振捣捣实。砼塌落度控制在3~5cm。

5 安全措施

5.1 孔口围护措施

孔口四周必须浇筑砼护圈, 并在护圈上设置围栏围护, 围栏应高出地面1.2米, 围栏应采用钢筋制作, 焊接牢固, 挖出的土方不得堆在孔口四周1米范围内。

5.2 防护壁坍塌措施

每节桩孔挖完后立即支护壁模板, 浇筑护壁砼, 一般情况下24H后方可拆除护壁砼, 护壁可加配适量钢筋, 上下护壁要有钢筋拉结, 避免某段护壁出现流砂、淤泥而造成护壁因自重而沉裂的现象, 上下护壁间搭接长度不小于50mm。桩底如果设计要求扩底, 若扩底高度超过2米, 扩底部分应分段做护壁, 防止扩底部分坍塌。

5.3 孔中防毒措施

地下特殊土层中往往含有CO2, SO2, H2S或其他有毒气体, 故每次下孔前, 必须对桩孔内气体进行抽样检测 (可用快速检测管) , 发现有毒气体含量超过允许值时, 应将有害气体清除至化学毒物最低允许浓度卫生标准, 并采用足够的安全卫生防范措施, 如设置专门设备向孔内通风换气, 通风量不少于25L/S, 以防止急性中毒事故发生。

5.4 防触电措施

施工现场一切电源、电路的安装、拆除必须由持证电工操作, 施工现场电源、线路按“三相五线制”, TN-S系统要求布置, 并按“三级配电”, “二级漏电”分级分段保护, 各孔井用电必须分闸, 严禁一闸多孔和一闸多用, 必须一机一闸一漏一箱进行敷设, 孔上电线电缆必须架空20米以上, 孔内电线电缆必须采用护套等有防磨损, 防潮, 防断等保护措施, 空中操作工应戴工作手套, 脚穿绝缘胶鞋, 配电箱应有严密的防雨措施, 安装位置合适, 安装牢固。

6 结束语

综上所述, 对于气候干旱, 地下水位低, 且地质不太复杂的地质条件, 采用人工挖孔作业法进行桩基施工显然是再合适不过的优选方案了, 只要作好孔口和孔壁的支护、防渗工作, 充分利用丰富的人力资源, 使用简单的器重设备, 并做好安全措施, 用挖孔法施工是十分快速有效的。从实践中可看出, 许多施工单位在施工中根据地质条件, 用挖孔代替钻孔施工, 均取得了良好的经济效益,

参考文献

[1]严同运.人工挖孔桩有关问题的几点看法[N].广东建设报;2000年.