Файл: Павлов, А. В. Искусственное оттаивание мерзлых пород теплом солнечной радиации при разработке россыпей.pdf

Т а б л и ц а 37

Составляющие теплового баланса поверхности на площадках 29

БМА был на 9 %, а под пленкой В-118 на 47 % больше, чем на эта­ лонной площадке (табл. 39).

Основная расходная часть в тепловом балансе поверхности всех площадок — потери тепла на длинноволновое излучение. Наибольшие значения его отмечались на площадке 7, что сви­ детельствует о более высокой температуре пленки БМА по срав­ нению с В-118. Это легко объяснимо, так как пленка БМА за­ держивает все виды излучения почти полностью. Некоторое снижение потерь тепла на турбулентный теплообмен с поверх­ ности по сравнению с пленкой В-118 можно объяснить наилуч-

Т а б л и ц а 38

Температура поверхности пород на площадках 28 (эталонная) и 29

110

Т а б л и ц а 39

шим прилеганием к почве эластичной пленки БМА и поэтому меньшей шероховатостью поверхности площадки 7. Темпера­ тура поверхности на площадках, покрытых пленкой, также не­ сколько выше (табл. 40).

Устойчивое промерзание почвы под пленкой начиналось на 5 —10 дней позже, чем при открытой поверхности, — 22 сентяб-

111

Т а б л и ц а 40

Температура воздуха и температура поверхности на эксперимен­ тальных площадках 6 (эталонная), 7 (с пленкой БМА) и 8 (с пленкой В-118), °С

ря на эталонной, 27 —30 сентября на площадках, покрытых плен­ кой.

Основной причиной увеличения скорости протаивания под пленками является уменьшение потерь тепла, аккумулирован­ ного породами, в ночной период. В это время тепловой поток под пленкой В-118 положительный, на площадках 6 —7 наблю­ дается охлаждение пород.

Проведенные экспериментальные исследования в основном охватывали составляющие теплообмена поверхности пород и пленки с атмосферой. Значительный теоретический и практиче­ ский интерес представляет также изучение процессов энерго­ обмена в воздушной прослойке между поверхностью поч­ вы и пленкой. К сожалению, непосредственное измерение тепло­ вых потоков иод пленкой связано со значительными технически­ ми трудностями.

Величина составляющих теплового баланса под пленкой мо­ жет быть рассчитана на основании измерений, выполненных од­ новременно на двух площадках (с пленкой и без нее) при усло­ вии некоторой схематизации процессов лучистого обмена. Зна­ чительную сложность представляют тепловые расчеты процес­ сов протаивания пород под полиэтиленовыми и полиамидными пленками из-за большого влияния на прозрачность этих пленок в длинноволновом участке спектра влаги, конденсирующейся на ее нижней поверхности. Для примера рассмотрим тепловой баланс поверхности, покрытой полихлорвиниловой пленкой

(см. табл. 39).

Пренебрегая эффектом многократного отражения лучистых составляющих теплообмена вследствие их малости (поток радиа­ ции, отраженный от нижней поверхности пленки, в 50—60 раз меньше потока суммарной радиации), составим уравнение ба­ ланса потоков энергии для поверхности почвы под пленкой (площадка 8):

112

где Еи—длинноволновое излучение поверхности, покрытой плен­ кой, £'n= 6 RCT(in-(-273)4; (Р + У )п, (/>+ У )пп—потоки тепла на испа­ рение и турбулентный теплообмен с поверхности открытой пло­ щадки б и с поверхности пород под пленкой соответственно; Епл—длинноволновое излучение пленки; Еоп—длинноволновое излучение на площадке 6;P j— интегральная функция пропуска­

ния направленной коротковолновой радиации; PF, PF — функ­ ции пропускания диффузного коротко- и длинноволнового излу­ чения; А г, А 2— коэффициенты отражения (альбедо) открытой поверхности и покрытой пленкой (альбедо открытой поверхно­ сти и пород под пленкой приняты равными); В 2— радиацион­ ный баланс поверхности площадки 8.

Величина Р, может быть определена по формуле (Кондрать­ ев, 1956)

Pj= ехр( —/Г?jv sec О),

где К \ — коэффициент поглощения среды; w — объемная плот­ ность среды; й — зенитный угол Солнца.

Согласно данным К. Я. Кондратьева (1956), диффузное из­ лучение приравнивается к направленному при зенитном угле я^53°. Поэтому

Р р — ехп ( — 1,66Kxw).

Коэффициенты пропускания пленок в поле изотропного из­ лучения при 6‘=0° могут быть приняты на основании данных И. А. Кожянова и В. Я. Самохина (1966). В частности, для полихлорвиниловой пленки при зенитном угле 0=0° в интервале длин волн 0,4—2,8 мк Ру=0,81. В августе в районе пос. Кулар функция пропускания Pj составит 0,60 (средняя высота Солнца за светлую часть суток 21,2°). Функция пропускания диффуз­ ного коротковолнового излучения равна 0,72. Учитывая, что величины Q, glt q2, В 2, (P + L E )n, А х, А 2, Е0.п, S ’,D определяются экспериментальным путем, неизвестные (Р.+ЬЕ )^, Еа, Епп можно рассчитать на основании решения системы уравнений