基于迎风面指数计算的河谷型城市通风廊道识别方法研究 ——以重庆市中心城区为例

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受全球气候变暖以及人类活动的影响,城市热岛效应日益严重、雾霾天气频发,带来了一系列城市微气候环境恶化问题,城市中居民的健康也受到了严重的威胁。而合理的城市空间布局,可形成良好的通风空间,提升城市整体的通风效率,从而缓解城市热岛问题,疏散滞留在城市中心的大气污染物。因而构建有效的城市风廊空间,对于城市微气候环境问题的改善具有重要的意义。相比平原型城市,河谷型城市通常伴随着高山、谷地、沟渠、河流等复杂的地理要素,它们对自然风有着阻挡、抬升、引导等物理作用。这些特殊的地理条件,往往使得河谷型城市所面临的城市气候性问题会更加严峻,其城市风廊的构建过程也会更加复杂。但由于传统的城市风廊体系研究多集中于沿海或平原型城市,使得河谷型城市风廊研究还处于空白之中,因此,对河谷型城市风廊的识别研究将会是具有重要意义和价值的新课题。在对前人的研究成果进行了归纳总结后,发现平原型城市风廊的研究方法与思路对于河谷型城市缺乏适宜性。因此,本文以重庆市作为研究对象,首先对城市中的迎风面指数进行了计算,分别分析了夏季和冬季主导风向下的城市迎风面指数地图,并且对其与各种城市形态参数之间的关联性进行了量化研究;然后以迎风面指数为依据,计算得到了代表着潜在通风廊道空间的最小风阻成本路径空间;以这些路径空间为基础,根据路径频率和路径与主导风向夹角等判断标准进行风廊的识别;最后通过CFD的数值模拟研究结果以及迎风面指数对识别后的风廊进行了校验与分析,并针对这些风廊存在的不足,提出了河谷型城市风廊的优化改善策略。文章识别得到了重庆市11条夏季风廊和14条冬季风廊,其中夏季西侧风廊优于东侧区域,冬季则是南北端和中部空间的风廊通风效果更好,但整体上夏季风廊通风指数普遍高于冬季。本次研究将迎风面指数计算方法与数值模拟方法进行了结合,展开了河谷型城市风廊识别方法的探索性研究,对今后其他类型的城市风廊研究提供了一定的参考价值,也对优化河谷型城市风廊空间,改善其内部的城市风环境具有一定的实际意义。
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