發(fā)布時(shí)間：2020-11-12 19:40

　　 近年來(lái),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(wèn)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)可以改變區(qū)域熱環(huán)境并提升人居舒適度。如何在滿(mǎn)足城市擴(kuò)張需求的前提下,緩解甚至避免規(guī)劃建設(shè)引發(fā)的城市熱環(huán)境惡化問(wèn)題,是我國(guó)城市規(guī)劃研究面臨的“關(guān)鍵問(wèn)題”,因此開(kāi)展城市規(guī)劃對(duì)區(qū)域熱環(huán)境影響的研究工作具有重要社會(huì)需求價(jià)值和科學(xué)意義。本文以江蘇省南京江北新區(qū)作為試驗(yàn)研究區(qū),首先應(yīng)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(lèi)型外其他初始場(chǎng)保持不變,設(shè)計(jì)三組對(duì)比實(shí)驗(yàn),分別驗(yàn)證真實(shí)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(jìn)而探究區(qū)域熱環(huán)境對(duì)城市規(guī)劃中下墊面類(lèi)型改變的響應(yīng);其次,針對(duì)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(jìn)行ENVI-met現(xiàn)狀模擬,并利用頂山自動(dòng)氣象站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證對(duì)比WRF與ENVI-met模擬氣溫精度;進(jìn)一步地,在規(guī)劃方案中選擇頂山街道區(qū)域某二類(lèi)居住用地,通過(guò)設(shè)計(jì)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(duì)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(shí)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(zhǔn)確地反映了城市內(nèi)部氣溫變化情況。土地利用類(lèi)型改變是推動(dòng)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(diǎn);與2013年相比,2030年熱島范圍擴(kuò)大、等級(jí)增強(qiáng)。建議在城市規(guī)劃時(shí),除有效控制城鎮(zhèn)用地增長(zhǎng)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(duì)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(shè)。(2)利用頂山自動(dòng)氣象站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證ENVI-met與WRF在該區(qū)域模擬氣溫準(zhǔn)確度,發(fā)現(xiàn)二者模擬值與實(shí)測(cè)值相關(guān)系數(shù)均達(dá)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(kāi)展了不同建筑H/W與建筑布局對(duì)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(duì)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(shí)最高,在H/W=2.8時(shí)最低,模擬風(fēng)速在H/W=1.4時(shí)達(dá)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(duì)區(qū)域熱環(huán)境也具有一定影響:片塊式布局各組團(tuán)建筑相互獨(dú)立,熱環(huán)境變化與各組團(tuán)布局形式有關(guān);圍合式布局白天氣溫較低,其布局形式對(duì)風(fēng)速的阻礙作用強(qiáng)于片塊式;軸線式布局夜間整體氣溫偏高,熱島效應(yīng)顯著。在模擬實(shí)驗(yàn)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(jiàn),為加強(qiáng)通風(fēng)效果,需使道路向主導(dǎo)風(fēng)向傾斜一定角度,并在其附近設(shè)置低矮建筑;在滿(mǎn)足建筑間距規(guī)范要求的前提下,適當(dāng)增加建筑高度;多開(kāi)展綠化建設(shè),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(biāo),以達(dá)到降低溫度的目的。
【學(xué)位單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：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(cè)站點(diǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)江東西走向分布地勢(shì)平坦，多為長(zhǎng)江泥沙堆積而成。頂山街道屬北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，雖地處長(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)其進(jìn)行合理規(guī)劃建設(shè)有助于江北新區(qū)被打造成為文化、商務(wù)、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(cè)數(shù)據(jù)江北新區(qū) 2 個(gè)國(guó)家氣象站和 33 個(gè)區(qū)域自動(dòng)氣象站（圖 2.1）的 201 月 9 日 8:00 逐小時(shí)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，包括氣溫、相對(duì)濕度、露點(diǎn)以及城市熱環(huán)境數(shù)值模擬計(jì)算的邊界條件，以及驗(yàn)證 WRF 和 ENVI-me建筑 3D 分布數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)研習(xí)社主要分享城市數(shù)據(jù)團(tuán)通過(guò)爬蟲(chóng)采集、機(jī)構(gòu)合作、商業(yè)購(gòu)買(mǎi)
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本文編號(hào)：2881155