滨水建设区绿地模式微气候作用比较研究 ——上海市案例区研究

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上海位于长江三角洲区域,河流水网密布,滨水区域开发成为城市空间研究的重点区域。滨水区域的生态空间对于城市微气候调节具有重要作用。本文研究了上海滨水区域常见的五种典型街区尺度绿地模式的微气候特征,即格网状绿地模式、东西绿地廊道模式、南北绿地廊道模式、散点状分布模式、放射状分布模式,并比较不同滨水绿地布局模式微气候效应的差异性,研究的目的是为了形成有效的滨水绿地降温效应布局模式。本文采用微气候动态模拟软件ENVI-met 4.4.5,选择上海市滨河地区规模、街区建筑开发强度以及绿地率指标基本一致的五个地块,其中包括苏州河北岸的三个地块以及同等河道宽度的淀浦河北岸的两个地块,分别模拟具有五种绿地布局模式的建成街区微气候分布状况。本研究构建了描述绿地网络空间形态和结构的多维指标体系,绿地总体网络形态指标选择包括水岸距离、连通度(d PC)、绿地走向;绿地结构指标包括绿地宽度、面积、绿地表面反射率(Surface albedo)、空间天空开敞度(SVF)、地面地表温度(Surface temperature)、景观类型,并结合回归树模型(BRT)和相关分析方法对不同模式下的绿地网络的微气候环境展开研究。结果表明:(1)水体和绿地在水平和垂直方向上降温增湿效应明显。水绿协同能在水平1.5m高度上将河流水汽和冷源远传输至800-1000m距离范围,宽度大连续性较好的河岸绿地更有利于水绿协同发挥降温增湿和提高热舒适性的作用。(2)绿地连通性对水平和垂直方向的微气候影响为正效应,连通性越高且大于1时,微气候正效应显著。廊道状绿地通风状况较好,斑块状绿地之间的连廊宽度增加有利于提高其连通性,改善通风。(3)与盛行风向一致的绿地,降温增湿提高热舒适性效果更佳,南北走向绿地降温增湿和改善热舒适性作用优于东西向绿地。滨河地区设置与盛行方向一致或垂直于河流流向的绿地更有利于河流冷源传输。(4)植被天空开阔度(SVF)和表面温度(Surface temperature)与绿地微气候有重要的相关性,植被的SVF影响较大的范围为0.15-0.3,在此范围内,SVF越大,在水平和垂直方向的降温增湿和热舒适性越差。(5)对于绿地规模,宽度越大在水平和垂直方向上降温增湿效果越好。在垂直方向上,增加宽度、改善通风较明显。宽度为20-30m的绿色走廊对降温的边际效应最大。当宽度大于50m时,绿地降温增湿效果较为稳定。五种绿地布局模式的对比研究发现,具有与盛行东南-西北风向一致的绿地廊道和西南-东北走向绿地廊道连贯形成的滨水网格状绿地模式,其微气候效应较稳定。这一空间模式具有绿地连通性较好的空间结构,产生降温增湿效果明显。然而,绿地廊道宽度局部狭窄成为限制其降温效应的关键因子;以东西走向绿地廊道为主导的绿地模式,受建筑布局阻隔,缺乏南北向连通的绿地廊道,导致东西走向蓝绿空间的微气候效应影响距离受阻,建成区片降温效应不佳。这一空间模式需要增加南北向绿地廊道,以改善整体绿地网络结构的连通性;以南北走向绿地廊道主导的绿地模式,因其与盛行夏季风方向大致相同,且具有宽度较大的绿廊,利于导入河流和滨水绿地冷源气流,降温增湿影响距离和幅度较大。应改善其东西绿廊的连通性和宽度,通过内部绿地风环境内循环加速,从整体空间结构提高绿地降温效应;以散点状分布为主的绿地模式,绿地斑块分布零散,其微气候效应最差,这一模式改善微气候效应的首要因素是增加绿地斑块之间的连通性。以放射状绿地布局模式,其绿地廊道在各个走向上互连贯通,在水平和垂直方向上产生较好的降温增湿效果,其绿地空间较开敞,绿地微气候受环境干扰波动较小。本文对通过构建各指标因子,对单一影响指标因子的微气候作用边际效应进行对比分析,探讨各指标因子的微气候作用阈值变化状态和变化趋势。将为城市气候适应性规划和设计提供有益的策略。
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