ISSN 1004-4965

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高速公路路面干湿状态判别及积水模型应用研究

李映夏 焦圣明 包云轩 袁成松 朱毓颖 谢晓金 王琳

李映夏, 焦圣明, 包云轩, 袁成松, 朱毓颖, 谢晓金, 王琳. 高速公路路面干湿状态判别及积水模型应用研究[J]. 热带气象学报, 2017, 33(4): 558-567. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.013
引用本文: 李映夏, 焦圣明, 包云轩, 袁成松, 朱毓颖, 谢晓金, 王琳. 高速公路路面干湿状态判别及积水模型应用研究[J]. 热带气象学报, 2017, 33(4): 558-567. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.013
Ying-xia LI, Sheng-ming JIAO, Yun-xuan BAO, Cheng-song YUAN, Yue-ying ZHU, Xiao-jin XIE, Lin WANG. DRY AND WET STATE DISCRIMINATION AND THE APPLICATION OF WATER/SNOW ACCUMULATION MODEL ON THE ROAD SURFACE OF EXPRESSWAY[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2017, 33(4): 558-567. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.013
Citation: Ying-xia LI, Sheng-ming JIAO, Yun-xuan BAO, Cheng-song YUAN, Yue-ying ZHU, Xiao-jin XIE, Lin WANG. DRY AND WET STATE DISCRIMINATION AND THE APPLICATION OF WATER/SNOW ACCUMULATION MODEL ON THE ROAD SURFACE OF EXPRESSWAY[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2017, 33(4): 558-567. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.013

高速公路路面干湿状态判别及积水模型应用研究

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.013
基金项目: 

“十二五”国家科技支撑计划 2014BAG01B01

国家公益性行业(气象)科研专项 GYHY201306043

国家公益性行业(气象)科研专项 GYHY201406029

江苏省科技支撑计划 BE2015732

江苏省气象局北极阁基金 BJG201404

详细信息
    通讯作者:

    包云轩,男,江苏省人,教授,博士研究生导师,研究交通气象、大气环境、气象与农业防灾减灾、遥感与资源环境。E-mail:baoyunxuan@163.com

  • 中图分类号: P435

DRY AND WET STATE DISCRIMINATION AND THE APPLICATION OF WATER/SNOW ACCUMULATION MODEL ON THE ROAD SURFACE OF EXPRESSWAY

  • 摘要: 为了探明公路路面积水(积雪)过程和干湿状况的变化及其气象因子的影响,以江苏省金坛试验基地试验路段的道路气象数据作为模型输入数据,利用改进的Sass道路积水物理模型对3次降雨(雪)过程中的道路积水量进行模拟,通过对模型模拟结果的分级和与仪器记录、人工观测结果的对比,验证模型模拟路面状况的准确性,并探讨了气象因子对路面积水量的影响。研究结果表明:(1) 改进的Sass模型可用于对道路干湿状况的模拟,且准确性较高,可推广到高速公路路面状况的实时监测和预报;(2) 排水过程中,径流和蒸发在不同时期对排水量的贡献率差异较大,从总量上讲,径流对排水起了主要作用;(3) 气象因子对道路积水的影响主要体现在降水量直接影响道路积水,而其他气象因子则通过对蒸发量的影响来间接影响积水量。

     

  • 图  1  2015年1月的3次降雨(雪)过程中降水量和路面积水量随时间的变化

    a. 13—14日降雨过程;b. 24—25日降雨过程;c. 27—31日降雪过程。Wl:液态积水量;Ws:固态积水量;Pr:分钟降雨量;Ps:分钟降雪量。下同。

    图  2  2015年1月的3次降雨(雪)过程蒸发量和气象要素随时间的变化

    a1、a2、a3. 13—14日降雨过程;b1、b2、b3. 24—25日降雨过程;c1、c2、c3. 27—31日降雪过程。E:蒸发量;R:太阳净辐射;Ta:空气温度;Tr:路面温度;Trb:路基温度;RH:相对湿度;V2:2 m处风速,下同。

    图  3  2015年1月的3次降雨(雪)过程的蒸发、径流及其对排水贡献率随时间的变化

    a1、a2. 13—14日降雨过程;b1、b2. 24—25日降雨过程;c1、c2. 27—31日降雪过程。
    r:径流量;Dc:排水贡献率;Ec:蒸发对排水贡献率;rc:径流对排水贡献率;下同。

    图  4  2015年1月的3次降雨(雪)过程的路面状况分级结果

    a. 13—14日降雨过程;b. 24—25日降雨过程;c. 27—31日降雪过程。

    表  1  路面状况分级标准

    液态积水量/(kg/m2)固态积水量/(kg/m2)路面状况
    00干燥
    0~10潮湿
    >10积水
    ->0冰/雪
    下载: 导出CSV

    表  2  2015年1月的3次降雨(雪)过程的排水贡献率

    降雨(雪)过程总降水量
    /mm
    总排水量
    / mm
    径流贡献率
    / %
    蒸发贡献率
    / %
    13—14日13.513.390.79.3
    24—25日5.35.078.821.2
    27—31日9.69.175.524.5
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-16
  • 修回日期:  2017-02-28
  • 刊出日期:  2017-08-01

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