發(fā)布時間：2020-11-12 19:40

　　 近年來,隨著城市化的迅速發(fā)展,城鎮(zhèn)用地面積緊張,致使城市向更高、更密的模式發(fā)展。這在一定程度上改變了城市空間形態(tài)及下墊面屬性格局,從而影響城市熱環(huán)境,引起城市熱島等一系列區(qū)域熱環(huán)境問題。區(qū)域熱環(huán)境與城市規(guī)劃密切相關(guān),城市規(guī)劃與設計能夠控制城市下墊面結(jié)構(gòu),因此有效的城市規(guī)劃政策和設計可以改變區(qū)域熱環(huán)境并提升人居舒適度。如何在滿足城市擴張需求的前提下,緩解甚至避免規(guī)劃建設引發(fā)的城市熱環(huán)境惡化問題,是我國城市規(guī)劃研究面臨的“關(guān)鍵問題”,因此開展城市規(guī)劃對區(qū)域熱環(huán)境影響的研究工作具有重要社會需求價值和科學意義。本文以江蘇省南京江北新區(qū)作為試驗研究區(qū),首先應用中尺度數(shù)值模型WRF(Weather Research and Forecasting Model,WRF)基于土地利用現(xiàn)狀以及城市規(guī)劃方案,控制除土地利用類型外其他初始場保持不變,設計三組對比實驗,分別驗證真實下墊面輸入和城市冠層模式加入是否可以提高模擬精度,進而探究區(qū)域熱環(huán)境對城市規(guī)劃中下墊面類型改變的響應;其次,針對江北新區(qū)規(guī)劃前后變化較大的頂山街道部分區(qū)域進行ENVI-met現(xiàn)狀模擬,并利用頂山自動氣象站實測數(shù)據(jù)驗證對比WRF與ENVI-met模擬氣溫精度;進一步地,在規(guī)劃方案中選擇頂山街道區(qū)域某二類居住用地,通過設計不同規(guī)劃方案,分別探究建筑高度與間距之比(H/W)、建筑布局變化對居住小區(qū)熱環(huán)境的影響,以期為城市規(guī)劃提供參考。研究得到主要結(jié)論如下:(1)高時空分辨率土地利用數(shù)據(jù)的輸入以及城市冠層模式的加入顯著提高了WRF模擬近地表氣溫精度,模擬結(jié)果更準確地反映了城市內(nèi)部氣溫變化情況。土地利用類型改變是推動區(qū)域熱環(huán)境變化的重要因素,城鎮(zhèn)用地增加區(qū)域日平均氣溫上升0.9℃,相比于自然地表,城鎮(zhèn)用地呈現(xiàn)出升溫快和降溫慢的特點;與2013年相比,2030年熱島范圍擴大、等級增強。建議在城市規(guī)劃時,除有效控制城鎮(zhèn)用地增長外,需考慮該用地的分散布局,根據(jù)城市用地條件靈活布置,將其對熱環(huán)境造成的影響降到最低,更有利于江北新區(qū)生態(tài)規(guī)劃建設。(2)利用頂山自動氣象站實測數(shù)據(jù)驗證ENVI-met與WRF在該區(qū)域模擬氣溫準確度,發(fā)現(xiàn)二者模擬值與實測值相關(guān)系數(shù)均達到0.96,其中ENVI-met模擬精度更高,RMSE較WRF模擬結(jié)果低0.33℃。(3)開展了不同建筑H/W與建筑布局對熱環(huán)境影響的ENVI-met模擬研究,探討居住小區(qū)規(guī)劃中建筑要素改變對區(qū)域熱環(huán)境的影響。研究發(fā)現(xiàn)該區(qū)域模擬氣溫在H/W=0.7時最高,在H/W=2.8時最低,模擬風速在H/W=1.4時達到最大。由此可以看出,H/W在一定程度上影響城市熱環(huán)境。建筑布局形式變化對區(qū)域熱環(huán)境也具有一定影響:片塊式布局各組團建筑相互獨立,熱環(huán)境變化與各組團布局形式有關(guān);圍合式布局白天氣溫較低,其布局形式對風速的阻礙作用強于片塊式;軸線式布局夜間整體氣溫偏高,熱島效應顯著。在模擬實驗及其分析基礎(chǔ)上,因地制宜地提出居住小區(qū)合理規(guī)劃意見,為加強通風效果,需使道路向主導風向傾斜一定角度,并在其附近設置低矮建筑;在滿足建筑間距規(guī)范要求的前提下,適當增加建筑高度;多開展綠化建設,大力提倡多維綠化,提高居住區(qū)植被指數(shù)與綠地率指標,以達到降低溫度的目的。
【學位單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：X16;TU984.1
【部分圖文】：

研究技術(shù)路線圖

圖 2.1 WRF 研究區(qū)位置及氣象觀測站點分布圖2.1.2 ENVI-met 小尺度模擬研究區(qū)概況頂山街道隸屬于浦口區(qū)，位于浦口區(qū)中東部，西連江浦街道，南臨長江，北與永寧街道毗鄰，東與泰山街道接壤，2013 年總面積 48 平方千米。頂山街道西北部多低山，海拔均在 300 米以下，山體多為西北向排列，南部為平原地區(qū)，沿長江東西走向分布地勢平坦，多為長江泥沙堆積而成。頂山街道屬北亞熱帶季風氣候區(qū)，雖地處長江下游，但受海洋氣候影響并不顯著，氣候溫和，雨水充沛，日照充足，四季分明，冬夏季節(jié)長于春秋。在江北新區(qū)規(guī)劃中，頂山街道地處核心區(qū)重要發(fā)展軸線上，屬于江北中心板塊，對其進行合理規(guī)劃建設有助于江北新區(qū)被打造成為文化、商務、醫(yī)療中心。本文截取江北新區(qū)頂山街道 2.2km×2.2km 范圍區(qū)域作為 ENVI-met 模擬研究區(qū)，圖 2.2 為研究區(qū) 201

圖 2.2 ENVI-met 研究區(qū)位置及其 2013 年衛(wèi)星遙感影像圖數(shù)據(jù)站觀測數(shù)據(jù)江北新區(qū) 2 個國家氣象站和 33 個區(qū)域自動氣象站（圖 2.1）的 201 月 9 日 8:00 逐小時氣象觀測數(shù)據(jù)，包括氣溫、相對濕度、露點以及城市熱環(huán)境數(shù)值模擬計算的邊界條件，以及驗證 WRF 和 ENVI-me建筑 3D 分布數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)研習社主要分享城市數(shù)據(jù)團通過爬蟲采集、機構(gòu)合作、商業(yè)購買
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本文編號：2881155