Page 94 - 水利学报2021年第52卷第5期
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图 6 不同时刻衬砌吸收的太阳辐射沿渠周分布曲线 图 7 不同时刻衬砌表面温度沿渠周分布曲线
图 8 阴阳坡 2/3 设计水位点温度、辐射分布曲线
而阴坡始终处于阴影区域，仅吸收太阳散射值，太阳辐射远小于阳坡，辐射量差值达 324.6 W/m 。
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由图 7 可知，因太阳辐射区域及量值的增加，衬砌表面温度随之升高，阳坡温度远高于阴坡，最
大差值为 7.5 ℃，“阴阳坡效应”明显，且由太阳辐射引起的温度累积效应明显；同时衬砌板阴、阳坡
温度均随外界气温的降低而降低，且二者差值逐渐减小。
由图 8 可进一步得知，衬砌表面温度与外界气温和太阳辐射存在较好的相关性，但滞后明显，二
者共同造成了阴阳坡的横向温度差异。太阳辐射时段内，阳坡温度主要受太阳辐射影响，而阴坡则
主要受外界气温热对流作用；非太阳辐射时段内，阴阳坡温度主要受外界气温影响。因此以往分析
中不考虑阴阳坡或将太阳辐射包含在外界气温中或取差异性的渠道表面温度值，均不能科学合理的
反映出阴阳坡温度场的时空分布差异。
4.1.2 渠道阴阳坡衬砌板表面温度变化 取监测期内阴阳坡衬砌板最低和日均温度值来分析二者的
横向温度差异，如图 9 所示。
由现场实测值可知，衬砌板温度随外界气温的降低而降低，其变化规律与外界气温基本一致，
但存在滞后性。阴、阳坡板最低温度分别为-24.6 和-21.5 ℃，温差最大为 4.3 ℃。
由数值结果可知，最低温度值略高于现场实测值，可能是由于太阳辐射模型中未考虑空气透明
度、阴天、降雪等因素引起的太阳辐射值偏高所致。同时温度变化规律同现场实测基本一致，且阴
阳坡板日均温度差异明显，最大为 3.5 ℃，进一步表明本模型可较好的分析由太阳辐射的时空效应和
注：左下角为冻结曲线，右上角为融化曲线，曲线
起始点为“夜冻昼消”的消失点，即稳定冻结和融
图 9 阴阳坡衬砌板表面温度变化曲线 化开始时间，二者差值为冻深，下同。
图 10 阴、阳坡冻深发展过程线
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