论文部分内容阅读
摘要：河流对局部微环境具有很强的影响作用，目前没有完整的乡村地区河流微气候调节评估方法。本研究主要从人体、建筑和植被三个方面展开研究，将涉及到建筑环境学、人工环境学、景观水体、流体力学、传热学等相关学科的知识和理论。通过实地考察、理论分析、初步设计及模型构建、软件模拟和最终改良的方法来进行研究，最终研究出一套适用于乡村河流微气候调节的指标体系，为美丽乡村生态宜居环境的规划和建设提供理论支持。
关键词：河流;微气候调节;评估方法
引言：
乡村河流是实现乡村振兴战略总要求过程中不可忽视的自然生态要素，它不仅具有时空尺度效应，还对诸多因素有着长期调节作用。乡村河流是自然生态环境的重要组成要素，但在工业化和城镇化的不断冲击下，大多数的乡村河流受到人类活动的强烈干扰，出现了生态功能退化、自然性降低、生物多样性减少等生态环境危机，乡村河流景观适宜性的降低、乡村水文化丧失、景观满意度不高等社会问题，制约着人与河流关系的可持续发展。
一、项目的研究内容、研究目标、意义
1.研究内容
本项目主要以乡村河流微气候效应为研究对象，借助于CFD、ENVI-met数值模拟软件等，探讨和分析河流对人居环境的微气候效应、不同河流布局对人居环境微气候影响的差异，综合总结、建立适用于河流微气候调节服务评估方法。
主要研究内容如下：
（1）河流微气候效应的研究方法的现状，影响河流气候效应的影响因子。影响因子的选择主要集中为水体本身的指标要素、水体所在环境的空间要素。本研究将河流周边环境的微气候影响因素确定为：微环境因子、河流形态要素因子、河流周边环境的空间要素因子、距离因子四大类。
（2）研究河流对建筑物外围热环境的影响。首先运用ENVI-met对河流展示基地建筑外围的热环境进行模拟并与实测结果对比，以验证ENVI-met在模拟河流影响下的建筑外围热环境的可行性和准确性。此后调整对河流的各影响因子的参数值进行模拟分析。结合调研、实测和模拟结果，提出基于河流对建筑物外围热环境影响的指标。
（3）研究河流对植被的影响。首先，植物是变化的，它们随季节和生长的变化不停地改变其色彩、质地、叶丛疏密等全部的特征。植物的生长受到土壤肥力、土壤排水、光照、风力以及湿度等的影响同时也改变着这些微气候因素的情况。而河流又影响着植被的生长环境，从而影响植被的生态效应。通过实地考察河流周边地区植被的种类、生长密度、土壤温湿度，通过调整参数进行模拟分析。结合调研、实测和模拟结果，提出基于河流对周边植被影响评估的指标。
（4）基于前期提出的评价指标，初步建立综合评价公式，并通过调整影响因子等参数值，进行模拟分析公式的合理性、可行性。并根据模拟结果进行优化、改进。
2.研究目标
通过对国内在河流微气候调节服务评估理论和方法的研究，分析目前河流微气候调节服务评估方法的优点和不足，将人体、建筑、植被三方面因素整合为一个整体，构建适用于河流微气候调节服务评估指标较完整体系，开展河流微气候调节服务评估方法研究。
3.研究意义
在对自然、生物和社会等要素影响下，构成了其独特的人地关系与乡村水文化。主张人地和谐、公众参与、循环设计、尺度效应的河流微气候调节服务评估方法与技术对乡村河流规划工作具有指导性意义。首先，在人地关系和谐思想下，乡村河流是一个由地理要素、生物要素、社会要素、经济要素、行为要素与人文要素交错构成的动态结构，实现产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕的前提是协调各要素的关系，以保障人类与河流关系的可持续发展，重构乡村水文化;其次，实现乡村振兴总要求的关键是有效治理、设计，将河流微环境调节服务评估方法论运用于乡村河流规划全过程，强调规划策略的制定应基于乡村河流景观的演变机制与现状的认知，该方法论有利于降低尺度效应和规划不确定性因素的影响，提高规划方案的前瞻性，达到有效治理的目的;当前，在乡村振兴战略背景下，河流微环境调节服务评估方法，可以为实现乡村河流的可持续发展提供科学依据，对创新乡村河流规划体系具有重要意义。
二、乡村振兴战略下乡村河流现状分析
长期以来，城市、乡村河流不仅具有水利、资源、景观娱乐等经济功能，而且对于改善城市、乡村环境等具有不可替代的生态作用。尤其是随着“城市热岛”效应的不断加剧，给人类的日常生活带来了极大的危害，使河流的“冷岛效应”也越来越受到学者们的关注，认为河流是缓解热环境的重要手段。Yoon等人利用CFD数值模拟工具，比较探讨了城市有无河流这两种情况下的气温特征，发现河流的降温幅度最高可达1.6℃。Mou等人认为水体降温机理主要有两种：冷水面和风道，前者是由于水体中的大量蓄热所致，后者风路径机制激活了垂直通风，并将凉风引入。大多数研究集中在蒸发冷却，即水体通过蒸发在空气和水之间传递热量来改变周围的热环境。关于河流与风道的关系，韩国首尔市清溪川的改造项目完全能够给予证明。將封盖河流表面的水泥板拆掉后，由于河道表面更加平整，不仅周边夏季的平均气温下降了0.4℃，而且平均风速提高了0.2m/s。河流与静止水体相比较而言，由于河流还可以通过流动来传输热量，因此其自身的温度更加容易保持在较低的水平，对周边的微气候效应所发挥的作用也会更大。
乡村振兴战略下乡村河流存在的问题：
（1）乡村河流受人类干扰，河流生态系统受到破坏。
（2）人类活动加速了乡村河流空间中人地关系的解构。
（3）忽视、无法系统地评估乡村河流微气候调节的尺度效应，使规划工作常面临不确定性带来的规划失效问题。
结束语：
综上所述，可见当前的学者主要研究了城市河流微气候的影响，但是在自然环境和植被覆盖率方面，乡村和城市差距较大，关于乡村河流微气候方面的研究较少。此外，这些研究都是针对单个指数对河流微气候调节服务进行评估，还没有完整的河流微气候调节评估方法。因此，本项目旨在研究出一套考虑多方因素的河流微气候调节指标体系，为乡村生态宜居环境的规划和建设提供理论支持。
参考文献：
[1]曹相生，林齐，孟雪征，等.韩国首尔市清溪川水质恢复的经验与启示[J].给水排水动态，2007（6）：8-10.
[2]刘京，朱岳梅，郭亮，等.城市河流对城市热气候影响的研究进展[J].水利水电科技进展，2010，30（6）：90-94.
关键词：河流;微气候调节;评估方法
引言：
乡村河流是实现乡村振兴战略总要求过程中不可忽视的自然生态要素，它不仅具有时空尺度效应，还对诸多因素有着长期调节作用。乡村河流是自然生态环境的重要组成要素，但在工业化和城镇化的不断冲击下，大多数的乡村河流受到人类活动的强烈干扰，出现了生态功能退化、自然性降低、生物多样性减少等生态环境危机，乡村河流景观适宜性的降低、乡村水文化丧失、景观满意度不高等社会问题，制约着人与河流关系的可持续发展。
一、项目的研究内容、研究目标、意义
1.研究内容
本项目主要以乡村河流微气候效应为研究对象，借助于CFD、ENVI-met数值模拟软件等，探讨和分析河流对人居环境的微气候效应、不同河流布局对人居环境微气候影响的差异，综合总结、建立适用于河流微气候调节服务评估方法。
主要研究内容如下：
（1）河流微气候效应的研究方法的现状，影响河流气候效应的影响因子。影响因子的选择主要集中为水体本身的指标要素、水体所在环境的空间要素。本研究将河流周边环境的微气候影响因素确定为：微环境因子、河流形态要素因子、河流周边环境的空间要素因子、距离因子四大类。
（2）研究河流对建筑物外围热环境的影响。首先运用ENVI-met对河流展示基地建筑外围的热环境进行模拟并与实测结果对比，以验证ENVI-met在模拟河流影响下的建筑外围热环境的可行性和准确性。此后调整对河流的各影响因子的参数值进行模拟分析。结合调研、实测和模拟结果，提出基于河流对建筑物外围热环境影响的指标。
（3）研究河流对植被的影响。首先，植物是变化的，它们随季节和生长的变化不停地改变其色彩、质地、叶丛疏密等全部的特征。植物的生长受到土壤肥力、土壤排水、光照、风力以及湿度等的影响同时也改变着这些微气候因素的情况。而河流又影响着植被的生长环境，从而影响植被的生态效应。通过实地考察河流周边地区植被的种类、生长密度、土壤温湿度，通过调整参数进行模拟分析。结合调研、实测和模拟结果，提出基于河流对周边植被影响评估的指标。
（4）基于前期提出的评价指标，初步建立综合评价公式，并通过调整影响因子等参数值，进行模拟分析公式的合理性、可行性。并根据模拟结果进行优化、改进。
2.研究目标
通过对国内在河流微气候调节服务评估理论和方法的研究，分析目前河流微气候调节服务评估方法的优点和不足，将人体、建筑、植被三方面因素整合为一个整体，构建适用于河流微气候调节服务评估指标较完整体系，开展河流微气候调节服务评估方法研究。
3.研究意义
在对自然、生物和社会等要素影响下，构成了其独特的人地关系与乡村水文化。主张人地和谐、公众参与、循环设计、尺度效应的河流微气候调节服务评估方法与技术对乡村河流规划工作具有指导性意义。首先，在人地关系和谐思想下，乡村河流是一个由地理要素、生物要素、社会要素、经济要素、行为要素与人文要素交错构成的动态结构，实现产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕的前提是协调各要素的关系，以保障人类与河流关系的可持续发展，重构乡村水文化;其次，实现乡村振兴总要求的关键是有效治理、设计，将河流微环境调节服务评估方法论运用于乡村河流规划全过程，强调规划策略的制定应基于乡村河流景观的演变机制与现状的认知，该方法论有利于降低尺度效应和规划不确定性因素的影响，提高规划方案的前瞻性，达到有效治理的目的;当前，在乡村振兴战略背景下，河流微环境调节服务评估方法，可以为实现乡村河流的可持续发展提供科学依据，对创新乡村河流规划体系具有重要意义。
二、乡村振兴战略下乡村河流现状分析
长期以来，城市、乡村河流不仅具有水利、资源、景观娱乐等经济功能，而且对于改善城市、乡村环境等具有不可替代的生态作用。尤其是随着“城市热岛”效应的不断加剧，给人类的日常生活带来了极大的危害，使河流的“冷岛效应”也越来越受到学者们的关注，认为河流是缓解热环境的重要手段。Yoon等人利用CFD数值模拟工具，比较探讨了城市有无河流这两种情况下的气温特征，发现河流的降温幅度最高可达1.6℃。Mou等人认为水体降温机理主要有两种：冷水面和风道，前者是由于水体中的大量蓄热所致，后者风路径机制激活了垂直通风，并将凉风引入。大多数研究集中在蒸发冷却，即水体通过蒸发在空气和水之间传递热量来改变周围的热环境。关于河流与风道的关系，韩国首尔市清溪川的改造项目完全能够给予证明。將封盖河流表面的水泥板拆掉后，由于河道表面更加平整，不仅周边夏季的平均气温下降了0.4℃，而且平均风速提高了0.2m/s。河流与静止水体相比较而言，由于河流还可以通过流动来传输热量，因此其自身的温度更加容易保持在较低的水平，对周边的微气候效应所发挥的作用也会更大。
乡村振兴战略下乡村河流存在的问题：
（1）乡村河流受人类干扰，河流生态系统受到破坏。
（2）人类活动加速了乡村河流空间中人地关系的解构。
（3）忽视、无法系统地评估乡村河流微气候调节的尺度效应，使规划工作常面临不确定性带来的规划失效问题。
结束语：
综上所述，可见当前的学者主要研究了城市河流微气候的影响，但是在自然环境和植被覆盖率方面，乡村和城市差距较大，关于乡村河流微气候方面的研究较少。此外，这些研究都是针对单个指数对河流微气候调节服务进行评估，还没有完整的河流微气候调节评估方法。因此，本项目旨在研究出一套考虑多方因素的河流微气候调节指标体系，为乡村生态宜居环境的规划和建设提供理论支持。
参考文献：
[1]曹相生，林齐，孟雪征，等.韩国首尔市清溪川水质恢复的经验与启示[J].给水排水动态，2007（6）：8-10.
[2]刘京，朱岳梅，郭亮，等.城市河流对城市热气候影响的研究进展[J].水利水电科技进展，2010，30（6）：90-94.