發(fā)布時(shí)間：2020-11-22 01:59

　　 微氣候是城市規(guī)劃的重要組成部分,合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)是改善城市微氣候環(huán)境的基礎(chǔ)。改革開(kāi)放后,隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展,城市人口日益增多,大規(guī)模的建筑物、瀝青柏油路等人工構(gòu)筑物使城市形態(tài)復(fù)雜化。高密度、高容積率的建成區(qū)不斷的改變著城市下墊面性質(zhì),再加上大量的人為熱排放,導(dǎo)致城市與郊區(qū)間形成了明顯的“熱島效應(yīng)”。同時(shí),高大而密集的建筑物使城市空氣流動(dòng)受阻,導(dǎo)致排放在空氣中大量的氣體和顆粒污染物難以擴(kuò)散和沉降,產(chǎn)生諸如PM污染物等惡劣的大氣污染問(wèn)題。城市問(wèn)題的逐漸加劇,城市生態(tài)的研究日趨重要。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,城市中的環(huán)境問(wèn)題很大程度上是由于城市設(shè)計(jì)與產(chǎn)業(yè)布局不合理致使城市物質(zhì)與能量在空間布局不合理造成。通過(guò)選擇下墊面種類、優(yōu)化構(gòu)筑物形態(tài)布局、合理配置綠化種類與城市生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系以及影響,可為我國(guó)城市規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施配套、舊城改造與管理提供參考。本研究以城市微氣候?yàn)檠芯績(jī)?nèi)容,對(duì)國(guó)內(nèi)外城市微氣候相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)進(jìn)行了總結(jié),引入了ENVI-met數(shù)值模擬方法和應(yīng)用。首先,從建立3D建筑數(shù)字表面模型開(kāi)始,為解決城市微氣候問(wèn)題的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。以北京CBD區(qū)的部分地區(qū)作為研究對(duì)象,對(duì)衛(wèi)星遙感圖像進(jìn)行解譯與幾何校正,確定了建筑物面積、地理坐標(biāo)等信息,再對(duì)建筑物高度信息進(jìn)行采集,將采集的457棟建筑物高度信息錄入ArcGIS軟件中并計(jì)算建筑面積,初步完成數(shù)字表面模型數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建。在此基礎(chǔ)上,劃分不同構(gòu)筑物形態(tài)區(qū)域。其次,從生態(tài)學(xué)的角度,基于微尺度氣候模型ENVI-met耦合微氣候特征空間分布模式。借助于衛(wèi)星遙感影像圖作為建模底圖,根據(jù)研究區(qū)特定的初始時(shí)間、溫度等其它控制參數(shù),再結(jié)合實(shí)測(cè)值與模擬值進(jìn)行對(duì)比。使用均方根誤差(RMSE)及平均絕對(duì)百分比誤差(MAPE)對(duì)模型的精度進(jìn)行評(píng)價(jià),利用模型決定系數(shù)與校正的決定系數(shù)衡量模型的質(zhì)量。一方面,以北京典型住宅區(qū)為研究對(duì)象,建立實(shí)況及設(shè)有屋頂綠化兩種場(chǎng)景下的三維數(shù)值模擬模型,得到了微氣候特征在研究區(qū)的空間分布結(jié)果,同時(shí)利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)兩種場(chǎng)景模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。另一方面,在北京CBD區(qū)定量劃分不同構(gòu)筑物形態(tài)區(qū),建立了基于ENVI-met模擬平臺(tái)的三維模型,基于該模型比較分析了不同構(gòu)筑物形態(tài)的溫度、濕度、風(fēng)速風(fēng)向等微氣候環(huán)境因子,探討不同構(gòu)筑物形態(tài)與街區(qū)尺度上城市微氣候之間的關(guān)系。本文研究結(jié)果表明：(1)經(jīng)過(guò)多次參數(shù)校正之后,模擬軟件結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果在時(shí)空分布趨勢(shì)上基本一致,能夠很好的反響實(shí)況下街區(qū)尺度上城市氣候的分布特征。(2)在住宅區(qū)屋頂經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的綠化后具有較好的降溫增濕效果,使研究區(qū)平均溫度降低了2-3℃,相對(duì)濕度增加了2.7%,風(fēng)速由0.32-2.70m/s降低至0.40-1.11 m/s,整體下降了0.34 m/s。(3)街區(qū)尺度上的不同構(gòu)筑物形態(tài)的微氣候具有空間分異特征,半圍合式形態(tài)及建筑密度高的區(qū)域,溫度較高而相對(duì)濕度與風(fēng)速較低；錯(cuò)落行列式的形態(tài)區(qū)域,空氣流動(dòng)性差致使風(fēng)速降低。相對(duì)濕度在開(kāi)闊且植被覆蓋率高形態(tài)區(qū)域高于行列式構(gòu)筑物形態(tài)區(qū)域。將微尺度模擬軟件應(yīng)用于微氣候環(huán)境評(píng)價(jià)中,通過(guò)設(shè)置不同場(chǎng)景建筑物與綠化配置,分析不同構(gòu)筑物形態(tài),選擇最優(yōu)方案,在一定程度上對(duì)于評(píng)估當(dāng)?shù)匚�氣候設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃領(lǐng)域具有一定的實(shí)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TU119.4;TU984
【部分圖文】：

風(fēng)速、風(fēng)向、平均福射溫度等氣象參數(shù)�？稍O(shè)置大量與城市實(shí)際相符合的復(fù)雜幾何特征的建??筑物，樹(shù)木和綠化的處理不僅可Ｗ滲透乂陽(yáng)福射和風(fēng)，同時(shí)可將植物生長(zhǎng)過(guò)程中的光合作用??納入計(jì)算之中，用戶還可根據(jù)白己的甫耍編寫(xiě)特有屬性的植物類型。并息可實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算室??外熱舒適度的輸出－針對(duì)城市內(nèi)部評(píng)價(jià)棉射溫度（ＭＲＴ）進(jìn)行相關(guān)分析。ＥＮＶＩ－ｍｅｔ軟件數(shù)據(jù)??模擬流程如圖３－１?示。??衛(wèi)、填型運(yùn)算??

ＥＮＶＩ－ｍｅｔ由Ｈ維的核也子模型（包括大氣、植被及十．壌子橫型）和一維邊界層模巧組成。??在Ｓ維模型上主要設(shè)置建筑物、植被、水體、下墊面屬性和污染源等等，是由一個(gè)垂直方向??的Ｚ?Ｗ及兩個(gè)水平方向的Ｘ和Ｙ組成（如圖３－２）。上壤模型是一維模型，從地表向下１．７５??米深度共設(shè)置１４層，自上而下可計(jì)算±壤系統(tǒng)的水分和熱量交換。在下墊面嵌套選擇時(shí)，±??壊可要由兩種嵌套構(gòu)成多網(wǎng)格的緩沖地帶，作為實(shí)際模型區(qū)域的邊界，用于確保上風(fēng)邊界對(duì)??應(yīng)的Ｈ維區(qū)域風(fēng)剖面，ｔＵ避免邊界效應(yīng)對(duì)數(shù)值模型計(jì)算的干擾：在設(shè)置Ｚ方向網(wǎng)格高度時(shí)，??應(yīng)至少是Ｈ維模型中最高建筑物的高度兩倍及其Ｗ上。??１Ｄ－Ｍｏｄｅｌｌ??／?＿＿＿＿＿＿＿??／／?／?Ｍａｉｎ?３Ｄ?ｍｏｄｅｌ??Ｎｅｓｔｉｎｇ－Ａｒｅａ?＾?／??－ｍｗ?／、?１??．口?ｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉ?ｉｉｉｉｉｉｉｉｉ?ｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉ?ｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉ?Ｉ……Ｉ?ｉｉｉｉｉｉｉｉ———ＩＩＩ■■■■■—■－ＩＩ—￣￣Ｓｏｉｌ?Ｍｏｄｅｌ?￣＾?＼??了＿……．．?．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ｕ皿丄－ｆ?Ｉ／．?．??圖３－２?ＥＮＶＩ－ｍｅｔ的軟件模型結(jié)構(gòu)示意圖??來(lái)源：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｎｖｉ－ｍｅｔ．ｃｏｍ／??Ｆｉｇ．３－２?Ｔｈｅ?Ｓ位ｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＥＮＶＬｍｅｔ?ｓｏｆｔｗａｒｅ??Ｈ維核也子模型區(qū)域下部為自由出流，用于模擬真實(shí)區(qū)域的所有進(jìn)程，頂部為強(qiáng)迫進(jìn)界，??即一維邊界層模型

作為建模地圖可清楚表運(yùn)下墊面屬性。采用ＡｒｃＧＩＳ軟件對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像提取，采用??Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ對(duì)圖像格式進(jìn)行轉(zhuǎn)化，生成可為ＥＮＶＩ－ｍｅｔ軟件識(shí)別的衛(wèi)ＭＰ格式底圖，進(jìn)而建立研??究區(qū)模擬模型（圖４＊１）。??１８??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2893930