【摘要】：快速的城市化進(jìn)程極大的改變了城市冠層(Urban canopy Layer,UCL)和城市下墊面的粗糙度,影響了城市局部綠色空間的微氣候。高校校園是高校師生工作和學(xué)習(xí)的主要場(chǎng)所,校園綠色空間微氣候的好壞影響著高校師生的使用體驗(yàn)。如何讓有限的的校園綠色空間發(fā)揮最大的生態(tài)效應(yīng),改善和優(yōu)化校園綠色空間的微氣候效應(yīng)成為眾多學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。本研究選擇具有典型性的高校校園河南農(nóng)業(yè)大學(xué)文化路校區(qū)的校園作為研究對(duì)象,以城市氣候?qū)W、城市微氣候、綠色空間和ENVI-met微氣候數(shù)值模擬軟件等方面的相關(guān)理論和概念為主要參考依據(jù),對(duì)河南農(nóng)業(yè)大學(xué)不同綠色空間布局的微氣候效應(yīng)展開(kāi)研究。研究主要分為三個(gè)部分:(1)對(duì)相關(guān)理論和概念的梳理;(2)對(duì)校園綠色空間進(jìn)行微氣候現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn),并驗(yàn)證ENVI-met微氣候數(shù)值模擬軟件的可行性和準(zhǔn)確性;(3)在邊界條件一致的前提下,對(duì)ENVI-met微氣候數(shù)值模擬軟件中的綠色空間布局中的相關(guān)植物參數(shù)進(jìn)行修改,模擬出不同綠色空間布局的微氣候效應(yīng)。對(duì)不同的校園綠色空間布局與其微氣候效應(yīng)之間的關(guān)系進(jìn)行分析,以期得到不同的校園綠色空間布局微氣候效應(yīng)的優(yōu)化策略。對(duì)于校園綠色空間布局微氣候效應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、ENVI-met微氣候數(shù)值模擬軟件驗(yàn)證和校園綠色空間布局微氣候效應(yīng)的模擬。主要工作和研究結(jié)論如下:(1)實(shí)測(cè)研究方面:氣象臺(tái)預(yù)報(bào)為晴朗靜風(fēng)天氣狀態(tài)下,建筑布局形式在改變測(cè)量樣點(diǎn)的風(fēng)速、風(fēng)向上有顯著作用;植物群落的配置形式對(duì)測(cè)量樣點(diǎn)的溫度、濕度和輻射水平有顯著作用;風(fēng)速最大的開(kāi)敞空間布局的風(fēng)速要比風(fēng)速最小的半圍合式綠色空間布局的大0.31m·s~(-1);風(fēng)速的極大值出現(xiàn)在行列式綠色空間布局布局中為1.41 m·s~(-1),極小值出現(xiàn)在半圍合式綠色空間布局為0 m·s~(-1);半圍合式綠色空間布局能夠降低溫度1.41℃、增加濕度4.08%RH、降低熱輻射119.25 W·m~(-2),對(duì)微氣候的改善有明顯效果。(2)ENVI-met微氣候數(shù)值模擬軟件驗(yàn)證方面:采用(Root Mean Square Error,RMSE)誤差平方根和平均絕對(duì)百分比誤差(Mean Absolute Percentage Error,MAPE)數(shù)值模擬軟件的各指標(biāo)模型進(jìn)行精度評(píng)價(jià)。微氣候的各項(xiàng)指標(biāo)的誤差平方根(RMSE)分別是,風(fēng)速指標(biāo)0.19 m·s~(-2)、空氣溫度指標(biāo)0.64℃、相對(duì)濕度指標(biāo)2.03%RH、熱輻射指標(biāo)11.35 W·m~(-2);微氣候各項(xiàng)指標(biāo)的平均百分比誤差(MAPE)分別是,風(fēng)速指標(biāo)18.3%、空氣溫度指標(biāo)3.4%、相對(duì)濕度指標(biāo)4.4%、熱輻射指標(biāo)6.2%。綜合這些指標(biāo)的驗(yàn)證結(jié)果,可以得出ENVI-met微氣候數(shù)值模擬軟件在校園綠色空間布局的微氣候模擬研究中的操作具有可行性,結(jié)果具有可靠性。(3)不同校園綠色空間布局的微氣候效應(yīng)ENVI-met數(shù)值模擬方面:綜合比較不同綠色空間布局微氣候效應(yīng)的數(shù)值模擬結(jié)果(模擬結(jié)果以2016年9月29日為參考),相較于全硬質(zhì)空間布局形式,全喬木綠色空間布局的風(fēng)環(huán)境最優(yōu)風(fēng)速增大了0.98 m·s~(-1),能夠有效的降低溫度3.8℃、增加濕度21.68%RH、降低熱輻射19.67 W·m~(-2);相較于全硬質(zhì)空間布局形式,全灌木綠色空間布局風(fēng)速減小了0.06 m·s~(-1),降低溫度1.3℃、增加濕度26.26%RH、降低熱輻射15.41 W·m~(-2);同樣地,相較于全硬質(zhì)空間布局形式,全草坪綠色空間布局風(fēng)速增大了0.45 m·s~(-1),降低溫度0.8℃、增加濕度5.51%RH、降低熱輻射8.85 W·m~(-2)。
【圖文】：

1.引言1.1 研究背景快速的城市化改變了氣候的下墊面的粗糙度，影響了城市局部綠色空間的微氣候。如何通過(guò)規(guī)劃控制城市規(guī)模和城市冠層的幾何特征成為亟需研究的問(wèn)題。為進(jìn)一步研究綠色空間布局對(duì)微氣候的效應(yīng)，探究小尺度的綠色空間布局微氣候的特征，尋找出小尺度綠色空間布局微氣候的優(yōu)化途徑，，成為當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。高校校園是高校師生工作、學(xué)習(xí)和生活的場(chǎng)所，高校校園環(huán)境的優(yōu)劣給學(xué)習(xí)和工作在其中的師生帶來(lái)了不容忽視的影響。高校校園的綠色空間作為城市中小尺度綠色空間的一種存在和體現(xiàn)形式，它的布局及微氣候特征受到廣泛關(guān)注。1.1.1 城市化帶來(lái)的環(huán)境變化問(wèn)題近年來(lái)快速的城市化使得人口結(jié)構(gòu)發(fā)生了里程碑式的變化。來(lái)自國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)字顯示，截止到 2015 年末我國(guó)城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诒戎剡_(dá)到 56.1%[1]。

圖 1.2 城市邊界層的水平氣候尺度及其氣候相互作用Fig 1.2 Horizontal climatic urban scales and climatic interactions within the urban boundary layer微氣候是指在小尺度范圍內(nèi)的氣候狀況，包括風(fēng)環(huán)境、溫度、相對(duì)濕度和太陽(yáng)輻射等氣候因子，這些氣候因子通常會(huì)受到大氣與下墊面之間的熱過(guò)程變化的影響[24-27]。研究城市氣候?qū)W對(duì)于小尺度的綠色空間布局的微氣候改善具有一定的指導(dǎo)意義，通過(guò)研究在充分厘清微氣候的定義、特征和相關(guān)效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)制，為進(jìn)一步探索小尺度城市綠色空間的微氣候效應(yīng)和城市綠色空間布局之間的關(guān)系和相互影響機(jī)制打下基礎(chǔ)。1.2.2 城市綠色空間對(duì)于城市綠色空間的概念，不同國(guó)家對(duì)綠色空間有不同的定義和理解。一般認(rèn)為城市綠色空間作為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組分, 具有凈化空氣、調(diào)節(jié)小氣候、消減噪音、水土保持、游憩與文化等多重功能[28]。城市綠色空間提供了許多有利于提高城市的生活質(zhì)量的環(huán)境和社會(huì)服務(wù)，如微氣候調(diào)節(jié)、降噪、雨洪管控和空氣污染物吸附[29-30]。因?yàn)榈厍虻囊话胍陨先丝诰幼≡诔鞘�，需要去開(kāi)發(fā)更加宜居的可持續(xù)城市結(jié)構(gòu)。從城市規(guī)劃實(shí)踐的開(kāi)始，保護(hù)和發(fā)展
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU984.14;TU119

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2671485