基于GIS和CFD模拟的台风灾害下受损园林树木的城市空间分布特征研究 ——以广州为例

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台风常年袭击我国东南沿海地带,广东省作为华南地区多年来受台风袭击最频繁的省份之一,每年因此造成的损失不计其数,而受损的园林树木作为其中一项,不仅给城市绿化工作的清理和维护带来严重困扰,也给城市交通和公共安全带来不良影响。快速城市化导致城市规模剧增、建筑密度加大而高度提升。随着对城市微气候问题认识的深入,人们意识到城市空间与城市风环境品质之间存在密不可分的关系。城市风环境的研究多关注于空气质量、环境舒适度、模拟技术、建筑通风、建筑节能和建筑安全等方面,且大多是在常年主导风的设定下进行的,对于强风与台风的研究则集中于结构体应对风荷载的应变作用方面。台风与园林树木方面的研究多集中于树木抗风性方面,对于城市环境下的抗风性问题研究较少。由于城市空间与城市风环境品质之间存在着一定关系,因此对于台风灾害下的园林树木与城市空间之间的研究具有其必要性。本文以台风灾害下广州2016—2018年的569个受损树木数据为基础,利用地理信息系统(GIS)技术,对受损树木进行了基于树木特性和空间环境两方面的分类统计。进而结合树木的受损情况,进行树种、受损原因等问题的分析与讨论,研究受损树木分布与城市空间在台风灾害下的关系。研究结果表明:1)羊蹄甲属、榕树和绿黄葛树等为台风灾害下的易倒伏、易断枝树种;2)受损树木主要分布于建筑密度为30%~50%的地区,其LCZ类型多为密集的中层建筑区(LCZ 2);3)台风灾害下受损树木分布主要集中于4种城市空间,即低层多层高密度区、密集-开敞区、高层建筑峡口区、高架桥周边城市空间。随后本文进一步利用CFD模拟软件PHOENICS,对受损树木分布较多的4种城市空间进行了风环境数值模拟试验,探讨其在强风作用下的风环境和对树木的影响机理,并对相应城市空间类型下的树种选择、植物配置、栽培养护和空间提升等方面提出建议和策略,以期为台风灾害下相应城市空间的园林树木养护管理、树木风险评估和景观设计等提供参考。
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