城市水體對(duì)周邊局地?zé)釢癍h(huán)境影響的研究.pdf

1、作為自然下墊面和人工下墊面的綜合體之一，水體周邊濱水地區(qū)往往因其親水性及變幻無窮的水景，成為城市中最具有吸引力的地段。同時(shí)，水體既能實(shí)現(xiàn)一定的生態(tài)功能又能改善濱水區(qū)域周邊的局地?zé)釢癍h(huán)境。因此本文以城市水體局地?zé)釢癍h(huán)境特性和影響該局地?zé)釢癍h(huán)境的主要因素為研究對(duì)象，采用理論分析、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)及數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究水體和大氣之間的熱質(zhì)擴(kuò)散機(jī)理和通量傳輸?shù)拈L(zhǎng)期動(dòng)態(tài)規(guī)律，并系統(tǒng)研究不同條件下水體對(duì)周邊局地?zé)釢癍h(huán)境的調(diào)節(jié)作用。
　　采用理論解

2、析的方法分析二維穩(wěn)態(tài)條件下有限域水體對(duì)周邊環(huán)境的熱濕調(diào)節(jié)作用。二維穩(wěn)態(tài)解析考慮垂直岸堤的影響，得到了風(fēng)速、岸堤高度和水體寬度對(duì)水體與大氣之間熱質(zhì)傳輸?shù)睦碚摻?，結(jié)果表明隨著岸堤高度和來流風(fēng)廓線指數(shù)的不斷增加，水體對(duì)局地?zé)釢癍h(huán)境的影響范圍迅速減小。
　　采用渦度相關(guān)技術(shù)，以下墊面較為均勻單一的呼蘭河段為觀測(cè)對(duì)象，定點(diǎn)研究水體與大氣之間的長(zhǎng)期湍流特性和通量輸送規(guī)律。對(duì)通量數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和填補(bǔ)后，重點(diǎn)分析了水體周邊的局地氣候特征、湍流特征、

3、通量輸送特征及各通量之間相關(guān)性的長(zhǎng)期特征及變化規(guī)律。結(jié)果表明局地氣候各項(xiàng)特征參數(shù)具有明顯的日夜和季節(jié)性變化特點(diǎn)，水體與大氣之間的通量傳輸強(qiáng)度與大氣穩(wěn)定度密切相關(guān)。
　　以松花江哈爾濱段為觀測(cè)對(duì)象，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)和模型化方法分析位于城市中心、人員活動(dòng)較為密集的濱水區(qū)域局地氣候。采用回歸法和隨機(jī)模型法，得出了松花江哈爾濱段水溫與氣溫的全年預(yù)測(cè)模型。同時(shí)結(jié)合呼蘭河實(shí)測(cè)結(jié)果，對(duì)熱量傳輸模型進(jìn)行驗(yàn)證，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，位于市區(qū)的水體在人為排熱及人工

4、下墊面等因素的影響下，水體溫度和空氣溫度均高于位于城郊的水體溫度和空氣溫度。市區(qū)內(nèi)水體與大氣之間的潛熱交換更加劇烈，對(duì)周邊局地?zé)釢癍h(huán)境濕度的調(diào)節(jié)作用更大。
　　建立和驗(yàn)證水體及周邊局地?zé)釢癍h(huán)境的CFD模擬方法，總結(jié)出濱水區(qū)熱濕環(huán)境模擬中常用下墊面的熱物特性及模型參數(shù)化計(jì)算方法。通過對(duì)比分析不同湍流計(jì)算模型在濕環(huán)境預(yù)測(cè)的表現(xiàn)，結(jié)果表明RNG k-ε模型在預(yù)測(cè)精度、計(jì)算容量和研究周期等方面表現(xiàn)最佳。
　　基于上述CFD模型計(jì)算方

5、法，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法選取影響水體周邊局地?zé)釢癍h(huán)境的因素進(jìn)行分析。結(jié)果表明城市水體對(duì)濱水建筑區(qū)域內(nèi)熱濕環(huán)境的影響尺度與住區(qū)內(nèi)通風(fēng)廊道形式密切相關(guān)。同時(shí)結(jié)合本文評(píng)價(jià)指標(biāo)，著重分析了顯著因素對(duì)濱水建筑區(qū)域內(nèi)平均濕度、溫度和WBGT的影響。結(jié)果表明岸堤高度和容積率對(duì)濱水區(qū)局地?zé)釢癍h(huán)境的影響顯著；采用板式和點(diǎn)板式建筑布局的濱水建筑區(qū)域更利于水體發(fā)揮對(duì)局地?zé)釢癍h(huán)境中濕度的調(diào)節(jié)作用；容積率較低且中部具有較為寬敞通風(fēng)廊道的濱水布局更利于水體發(fā)揮對(duì)局