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多模型、多尺度城市風廊發(fā)掘及景觀策略

2020-02-25 08:24郭飛趙君張弘馳王哲宋煜
風景園林 2020年7期
關(guān)鍵詞:城市形態(tài)廊道尺度

郭飛 趙君 張弘馳 王哲 宋煜

0 引言

中國已從高速城市化向高質(zhì)量發(fā)展階段轉(zhuǎn)變,如何保障城市安全、提升城市健康宜居性已成為滿足人們對美好生活向往的重要途徑,包括采取有效的規(guī)劃策略應對未來氣候變暖,解決氣溫升高、城市熱島效應加劇、空氣污染等問題[1-5]。城市通風廊道是一種科學定量、精細化的氣候規(guī)劃策略和管控手段,通過通風潛力大、空氣阻力小的線形空間,聯(lián)系郊區(qū)與城市中心區(qū),將清潔、涼爽的氣流引導至高溫悶熱的空間,緩解熱島效應和空氣污 染[6-7],從城市尺度宏觀調(diào)控城市氣候資源。

1 多模型、多尺度方法示意Multi-model, multi-scale methodology diagram

德國是最早進行城市通風廊道研究和實踐的國家[8]53。德國學者認為城市風道系統(tǒng)是由補償空間(郊區(qū)及清潔空氣源)、作用空間(污染聚集及熱島中心區(qū))以及連接兩者的通風廊道3部分組成,并得到廣泛認可[9],在世界上許多城市都得到了應用。鑒于城市氣候規(guī)劃的多尺度特性,風廊的實踐跨越了從宏觀到中觀的各種尺度。例如歐洲城市從宏觀尺度調(diào)控城市用地、建設以及保護綠地、水體和清潔空氣源等方面的研究[10-14];在中觀的城市設計和街區(qū)尺度,國內(nèi)外學者進行了規(guī)劃指標、建筑街道幾何形態(tài)、綠廊布局等分辨率更高的精細化研究[15-17]。這些研究和實踐涵蓋了不同學科的研究方法,如地理空間分析[18]、遙感[19]、數(shù)值模擬[20]等,與城市和建筑的不同設計尺度相對接。在亞洲,日本學者根據(jù)日本特有的自然環(huán)境,研究了如何利用海陸風、山谷風建立城市通風廊道[21-23]。近年來中國城市在氣候變暖和空氣污染背景下開始進行風道的實踐和研究,為本研究提供了很好的借鑒。例如吳恩融、任超等針對香港特殊地理和城市環(huán)境結(jié)合海陸風,開展城市氣候圖和風廊的研究[8]52-60,[23-25]。杜吳鵬、房小怡等[26-27]利用地表粗糙度長度等城市形態(tài)參數(shù)對北京風環(huán)境進行了評估;謝俊民等[28]130-143綜合運用GIS計算城市形態(tài)參數(shù)對臺南市的通風廊道進行發(fā)掘;其他地區(qū)如武漢[29-30]、貴州[31]、西安[32]、長沙[33]、廣州[34]、珠三角[35]等,也有利用遙感、空間形態(tài)、數(shù)值模擬等技術(shù)進行的風廊研究與實踐工作。

綜上,通風廊道的發(fā)掘方法主要有城市空間分析、遙感反演、數(shù)值模擬、氣象觀測等,這些方法的數(shù)據(jù)來源不同、時空尺度差異較大,與風環(huán)境的關(guān)聯(lián)性各有不同。因此對于影響因素復雜、空間異質(zhì)性大的城市氣候而言,單一模型或單一尺度的風廊發(fā)掘方法可能會造成較大的偏差[36-38]。鑒于此,本研究利用GIS平臺疊加多模型、多尺度風環(huán)境數(shù)據(jù)進行綜合評價的技術(shù)路線,有助于對不同模型結(jié)果進行相互驗證,避免模型片面化、數(shù)據(jù)碎片化造成的偏差,可以更加全面、準確地總結(jié)城市風環(huán)境規(guī)律,指導風廊的規(guī)劃和實施。

大連地處遼東半島最南端,三面環(huán)海,是重要的港口、貿(mào)易、工業(yè)、旅游城市,這對城市氣候環(huán)境的宜居性提出了更高的要求。2017年大連被住建部確定為第二批全國“城市設計”試點城市。同年大連市規(guī)劃局(現(xiàn)大連市自然資源局)啟動總體城市設計工作,確定了包括“大連城市通風廊道專項規(guī)劃”在內(nèi)的7個專題任務。本文作者以大連核心區(qū)為例介紹該專題任務的部分成果。

1 多尺度多模型技術(shù)路線

2018年中國氣象局發(fā)布了行業(yè)標準《氣候可行性論證規(guī)范 城市通風廊道》(QX/T 437—2018),詳細規(guī)定了風廊的術(shù)語、資料處理方法、評估指標、設立原則等[39]1-5。綜合該規(guī)范規(guī)定、國內(nèi)外研究及實踐經(jīng)驗[40-43],制定了多模型、多尺度的發(fā)掘與識別技術(shù)路線(圖1)。大連核心區(qū)丘陵多、與黃渤海相鄰,城市風環(huán)境受大氣環(huán)流、海陸風、山谷風、城市熱島等局地環(huán)流的耦合影響[44]178-194,單一數(shù)據(jù)來源和尺度難以準確描述。需要利用多模型、多尺度方法分析總結(jié),進行風廊的挖掘與識別。

由于城市氣候的特點,研究領域主要可分為2種尺度的風廊:1)城市總規(guī)尺度,研究10~100 km范圍的城市總體問題,主要考察大氣環(huán)流、局地環(huán)流(水陸分布、地形等)、土地利用、綠地格局等大尺度因素對城市氣候的影響。對應的模型或研究方法有氣象觀測、氣象研究與天氣預報模型(Weather Research and Forecast Model, WRF)、氣象模擬、衛(wèi)星遙感和土地利用分類法等。2)街區(qū)尺度,研究10~1 000 m范圍的城市街區(qū)問題,主要考察建筑幾何形態(tài)因素對氣候的影響。對應的模型或研究方法是基于GIS的城市形態(tài)參數(shù)(迎風面積指數(shù),F(xiàn)rontal Area Index, FAI;最小路徑法,Least Cost Path, LCP;地表粗糙度長度,Urban Roughness Length, URL;天空開闊度,Sky View Factor, SVF;通風潛力,Ventilation Potential)等。本文作者將主要介紹大連市核心區(qū)(約750 km2)城市街區(qū)尺度風廊。規(guī)劃控制方法包括:規(guī)定通風廊道分布(包括一級、二級)及寬度、土地利用性質(zhì)、堵塞點控制、開發(fā)強度控制、建筑密度、綠地率、周邊地塊退讓、建筑和景觀設計導則等。

本研究技術(shù)路線為:根據(jù)土地利用現(xiàn)狀區(qū)分城市中心區(qū)和綠源分布;通過氣象觀測、模擬和衛(wèi)星遙感圖像獲取城市風場、通風量、風玫瑰圖和溫度場,結(jié)合土地利用現(xiàn)狀構(gòu)建通風廊道系統(tǒng)的作用空間與補償空間;利用GIS根據(jù)城市形態(tài)參數(shù)計算城市通風潛力并挖掘潛在風廊;然后將各類評估結(jié)果疊加,綜合判斷通風廊道所在位置及寬度,利用風廊連接補償空間與作用空間,為作用空間輸送涼爽清潔的空氣;最后結(jié)果與城市規(guī)劃設計對接,從總體、街區(qū)和景觀等方面提出規(guī)劃控制策略。

風廊發(fā)掘的標準包括綠源等級、通風量、主導風向夾角、熱島強度等級、通風潛力、一定寬度的空間等,分別對應著不同尺度的模型,這些結(jié)果可相互校驗,互相補充,也可能會存在矛盾(圖1,表1)。

1)WRF模擬可提供高分辨率風場、通風量、風玫瑰圖。WRF補充了氣象觀測數(shù)據(jù)在站點數(shù)量、密度方面的不足。2)氣象觀測提供風玫瑰圖,為WRF模擬和衛(wèi)星遙感提供驗證和校準,是迎風面積和LCP法進行加權(quán)計算的依據(jù),也是一、二級風廊布局和走向的判斷依據(jù)。3)衛(wèi)星遙感提供晴朗無云天氣下的高精度溫度場,是計算城市熱島強度并區(qū)分作用空間和補償空間的依據(jù)之一,補充了氣象觀測數(shù)據(jù)在站點數(shù)量、密度方面的不足。4)土地利用數(shù)據(jù)是綠源等級劃分的依據(jù),也是區(qū)分作用空間和補償空間的依據(jù)之一。5)基于GIS的城市形態(tài)參數(shù)包括了SVF、FAI、URL、LCP等,是通風潛力的計算基礎。因其分辨率高、與城市空間和規(guī)劃設計對接最緊密,是風廊發(fā)掘的核心方法,也是WRF模擬的參數(shù)來源。

各模型結(jié)果在大部分情況下是一致的,但也可能存在矛盾。如LCP法挖掘的風廊包括了16個風向的結(jié)果,與軟輕風主導風向可能存在一定的矛盾。因此在進行風廊布局時,主要保留了與主導風向一致或夾角較小的結(jié)果。又如風廊在城市中心區(qū)由于各種限制條件難以滿足寬度要求,此時須綜合考慮上位規(guī)劃、土地利用現(xiàn)狀等因素綜合確定其控制指引等。各模型結(jié)果存在矛盾時,遵循的原則是觀測優(yōu)先于模擬、長期數(shù)據(jù)優(yōu)先于短期數(shù)據(jù)、氣象學方法優(yōu)先于城市形態(tài)參數(shù)法。

2 方法構(gòu)建

2.1 土地利用現(xiàn)狀

土地利用現(xiàn)狀是區(qū)分作用空間、補償空間和綠源等級的重要依據(jù)。風廊的發(fā)掘結(jié)果也要與土地利用數(shù)據(jù)疊加,綜合上位規(guī)劃要求、土地利用現(xiàn)狀、城市經(jīng)濟發(fā)展要求等因素,確定其布局、位置、寬度。

2.2 氣象數(shù)據(jù)

2.2.1 氣象觀測

利用城市氣象觀測數(shù)據(jù)計算風向玫瑰圖、風速、溫度等要素,統(tǒng)計氣候基本狀況和變化趨勢并為驗證遙感和氣象模擬的準確性提供依據(jù)。在本研究中我們獲取了大連市27個氣象站的觀測數(shù)據(jù),其中大連中山站為百年站,可作為理解和掌握城市長期氣候的依據(jù)。以中山站1951—2017年近67年的觀測數(shù)據(jù)為例進行統(tǒng)計分析,對城市氣候進行初步了解。

表1 通風廊道識別主要依據(jù)[39]6Tab. 1 Main basis for identification of ventilation paths[39]6

2.2.2 氣象模擬

利用WRF進行高分辨率模擬(400 m),并且根據(jù)城市形態(tài)特征設定了其城市冠層耦合模型(Urban Canopy Model, UCM)的參數(shù),模擬邊界條件主要參考了一些相關(guān)文獻給出的方法[45-46]。歷史氣象統(tǒng)計資料[47]顯示大連最熱月是8月,因此我們對2015年8月整月進行了逐時模擬。獲取城市軟輕風并計算通風量(表征城市三維空間空氣流通與擴散能力),公式(1)。為確定補償空間提供依據(jù),同時對應規(guī)范中對風廊風向的要求,結(jié)合氣象觀測對潛在風廊進行篩選。

通風量是以水平風速在大氣混合層內(nèi)隨高度的積分來計算,計算公式如下[39]4:

其中VE為通風量,單位為m2/s;H為大氣混合層高度,單位為m;z為垂直方向上高度,單位為m;u為垂直方向上高度z所對應的水平風速,單位為m/s。

2.2.3 衛(wèi)星遙感

利用衛(wèi)星遙感圖像反演獲取地表溫度(Land Surface Temperature, LST)。衛(wèi)星遙感圖像獲取LST具有數(shù)據(jù)精度高(可達30 m或更高)、與地面觀測溫度一致性高等特點[48-50]?;诖擞嬎愠鞘袩釐u強度(建成區(qū)與郊區(qū)的氣溫差值)并分級。與土地利用數(shù)據(jù)、通風量結(jié)合,準確區(qū)分風廊作用空間。

2.3 基于GIS的城市形態(tài)參數(shù)計算

利用GIS計算城市形態(tài)參數(shù),參照風廊的識別條件(圖1),評估城市流通潛力、發(fā)掘連續(xù)的線性開敞空間。大量相關(guān)研究表明,城市形態(tài)參數(shù)與城市風環(huán)境有很強的關(guān)聯(lián)性,是城市氣候研究對接城市規(guī)劃的重要橋梁[51-52]。本研究主要采用的城市形態(tài)參數(shù)是SVF、URL和FAI。

2.3.1 城市通風潛力

對URL和SVF的計算結(jié)果進行分級,并將二者疊加生成城市通風潛力圖。SVF反映了城市中街道幾何形態(tài)特征,與城市空氣流通能力和城市熱島強度關(guān)系密切[53]。其計算方法是,在地面一定高度(2 m)設置計算點,發(fā)出指向天空的掃描束,用以判斷被建筑遮擋的天穹范圍,未被遮擋的天穹面積比例即為該點的天空開闊度。URL代表近地面平均風速為0處的高度[41]200,表征氣流通過城市粗糙表面時所受的拖曳力及其分布的指標,依據(jù)的是Raupach[54]提出的計算模型,粗糙度是建筑高度、迎風面積、零平面位移等參數(shù)的函數(shù)。兩者的計算工具為自行開發(fā)的Python-ArcGIS腳本,分辨率為100 m。

2.3.2 最小成本路徑法

基于GIS的LCP法是本研究采用的核心方法。在國內(nèi)外近些年的同類研究中[28]133-134,[55-56],利用FAI地圖和LCP的風廊發(fā)掘法相對準確、計算快速簡便、能夠提供分辨率較高的結(jié)果,與城市設計對接方便,得到廣泛應用。

FAI代表單位面積內(nèi)建筑物面對某個風向的投影面積,表征建筑對風的拖曳作用[57],是LCP法的計算依據(jù),其計算方法如公式(2)。筆者還采用了FAI改進模型[24]62,[44]181-182,[58],[59]1881,通過減去被前排建筑投影阻擋的背風建筑面積,使迎風面積更合理地反映實際情況,也減輕了計算壓力。計算建筑投影面積時還考慮了計算網(wǎng)格對大型建筑的切分效應。計算工具為自行開發(fā)的Python-ArcGIS腳本。

2 LCP計算示意圖LCP calculation diagram

4 大連氣象數(shù)據(jù)(1951 2017)Dalian meteorological data (1951 2017)4-1夏季白天風頻Wind frequency of summer daytime4-2夏季夜間風頻Wind frequency of summer nighttime4-3年均風頻Annual wind frequency

3 大連核心區(qū)概況Overview of Dalian core area 3-1城市用地示意圖 City landuse diagram3-2綠源分級示意圖 Green source classification diagram

4-4 年平均風速變化趨勢 Annual average wind speed variation trend4-5年平均溫度變化趨勢Annual average temperature variation trend

式中:λf(θ)代表某個方向建筑迎風面積指數(shù);AF是面向某個風向θ的建筑物的總投影面積;AT是計算單元的面積;n是每個單位面積的建筑數(shù)量;bf(θ)是面向風的建筑物的平均投影寬度;hf(θ)是面向風的建筑物的平均投影高度。

得到FAI地圖之后,為了進一步發(fā)掘城市通風廊道,本研究運用了LCP法。LCP法假定風沿著更小阻力、更好連通性的路徑或空間前進[42]422-430。具體的研究過程是(圖2):在100 m×100 m的規(guī)則網(wǎng)格上,根據(jù)建筑的外形、高度計算得到每個網(wǎng)格內(nèi)的FAI值。針對16個風向,分別利用LCP法計算每個風向的最短路徑,最后借助GIS的疊加計算工具,利用16個風向的頻率對每個風向下的路徑結(jié)果進行加權(quán)平均,得到城市總體的風廊發(fā)掘結(jié)果。進行LCP計算時,起點和終點的個數(shù)和位置因方向不同而存在差異,主要分布在研究區(qū)域北部、南部海岸線和山體等處,為了保證精度同時減輕計算壓力,每個起點或終點的間隔為500 m。分別計算從N個起點到N個終點的LCP,然后統(tǒng)計這些路徑在每一個計算網(wǎng)格出現(xiàn)的頻率,出現(xiàn)頻率高的路徑代表了高通風潛力和高連接度,可以表達風廊位置及強度。

3 案例研究

3.1 結(jié)果分析

根據(jù)城市用地現(xiàn)狀圖明確了城市中心區(qū)(圖3-1)和綠源(圖3-2)的分布。由于綠源的規(guī)模和性質(zhì)會影響其冷氣團的生成能力,因此需要按綠量、種類對其分級。水體為1級強綠源,綠量≥2.0 hm2以上的林地或綠地為2級較強綠源,1.6 hm2≤綠量< 2 hm2為3級一般綠源,1.2 hm2≤綠量< 1.6 hm2為 4級弱綠源。

5 大連核心區(qū)典型月的軟輕風平均風場分級Typical monthly average soft and light wind field classification map of Dalian core area

6 核心區(qū)熱島強度分級(30 m分辨率)Urban heat island intensity classification in the core area (30m resolution)

7 城市形態(tài)參數(shù) Urban form parameters7-1 URL地圖 URL map7-2 SVF地圖SVF map7-3 FAI地圖FAI map

氣象觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果如圖4所示,年均氣溫升高的速率是0.034 5 ℃(圖4-5),年均風速下降的速率是0.035 7 m/s(圖4-4)。由此可見,氣候變暖和城市發(fā)展對風熱環(huán)境影響甚大。根據(jù)夏季日(圖4-1)、夜( 圖4-2)以及全年的風向風頻圖(圖4-3)可知,夏季主導風為南向,北向次之;全年主導風為北向,南向次之;夏季白天與夜晚的風向相似。

利用WRF模擬結(jié)果生成城市平均風場(圖5)及通風量。結(jié)果與氣象站實測數(shù)據(jù)進行了比對,大多數(shù)站點與WRF的相關(guān)性達到了0.55~0.76,個別站點因觀測儀器受構(gòu)筑物或高大山體遮擋等原因,相關(guān)性稍低(0.2~0.3),同時WRF模擬在物理方案、UCM模型參數(shù)以及氣象驅(qū)動數(shù)據(jù)等方面在未來有進一步改進深化的空間。總體來說,WRF結(jié)果能夠為描述城市背景風環(huán)境提供重要依據(jù),例如生成風玫瑰圖、風場地圖等。

利用Landsat8數(shù)據(jù)反演城市地表溫度,根據(jù)土地利用數(shù)據(jù),區(qū)分城市用地和郊區(qū),利用GIS計算城市熱島強度將其分為7級 (圖6)。結(jié)果表明大連夏季白天熱島效應最強可達7級,說明郊區(qū)和城市中心區(qū)地表溫度差值可達18 ℃或以上,集中在甘井子區(qū)、沙河口區(qū)、西崗區(qū)等地,嚴重影響市民的舒適與健康。

城市形態(tài)參數(shù)的計算結(jié)果如圖7所示。根據(jù)規(guī)范要求(表2)將SVF(3級)和URL(2級)進行分級,利用GIS疊加生成5級通風潛力圖(圖8),星海灣地區(qū)通風潛力較強,甘井子區(qū)、沙河口區(qū)等地有較弱的通風潛力。

經(jīng)過加權(quán)疊加和篩選,利用LCP法共發(fā)掘出6條主要的通風路徑(圖9),風廊強度在2%~60%之間,主要集中在中心城區(qū)的東南部和西北部,位于馬欄河、老虎灘和西山水庫等處。

3.2 通風廊道的確定及驗證

3.2.1 通風廊道挖掘

利用GIS對上述圖層進行統(tǒng)一處理并疊加分析,構(gòu)建城市通風道系統(tǒng)(圖10)。選取通風潛力較大的、與城市風向一致或夾角不超過45°、能夠?qū)⒀a償空間與作用空間相連的線形區(qū)域作為城市風廊(表1)。大連市核心區(qū)共發(fā)掘出4條一級通風廊道,集中在東南部和西北部;結(jié)合上位規(guī)劃要求,確定西郊國家森林公園、大連灣森林公園及南部風景區(qū)等處作為補償空間,為城市提供新鮮空氣。

表2 通風潛力等級劃分[39]4Tab. 2 Classification of ventilation potential[39]4

表3 風廊與非風廊地表溫度對比Tab. 3 Comparison of surface temperatures between ventilation paths and non-ventilation paths

8 通風潛力圖 Ventilation potential map

3.2.2 通風廊道驗證

利用LST對比風廊與非風廊區(qū)域的差異,驗證發(fā)掘結(jié)果。根據(jù)傳熱學基本原理,不同溫度的流體與固體壁面接觸時存在對流換熱現(xiàn)象。也就是說,風流過城市各種表面時,會因為溫差存在而產(chǎn)生熱交換。大量研究表明[60-63]風速越大,固體表面與風之間的熱交換量越大。由于風廊所在處風速較大、空氣溫度較低,勢必會帶走更多城市表面的熱量,進而降低其溫度。因此采用溫度作為通風廊道的間接驗證指標。在許多城市的風廊規(guī)劃中如北京[64]、香港[59]1887-1888、東京[21]171-174都采用了溫度間接驗證的方法。

9 LCP計算結(jié)果 LCP ventilation paths calculation results

通過GIS計算了風廊與非風廊城市區(qū)域平均溫度對比。結(jié)果表明(表3),春季風廊使地表溫度降低0.427 ℃,夏季風廊使地表溫度降低1.128 ℃,秋季風廊使地表溫度升高1.525 ℃;冬季風廊使地表溫度升高0.454 ℃。 結(jié)果說明,春夏季由于海洋表面溫度低,春夏季節(jié)風廊處粗糙度低、風的阻力小,風速比非風廊處大,因此對城市熱環(huán)境有良好的降溫作用。秋、冬季由于海洋表面溫度高,風廊處引入大連周邊海風,因此溫度比非風廊溫度高。該結(jié)果證明了通風廊道對城市熱環(huán)境的改善作用。

4 通風廊道規(guī)劃策略

4.1 核心區(qū)通風廊道布局結(jié)構(gòu)

基于上述通風廊道的挖掘結(jié)果,可結(jié)合城市社會經(jīng)濟發(fā)展需求制定城市風廊規(guī)劃管控措施。在核心區(qū)內(nèi)共規(guī)劃4條一級通風廊道和17條二級通風廊道(圖10),并根據(jù)大連土地利用實際情況劃分了風廊規(guī)劃控制范圍。4條一級通風廊道整體布局為“三橫一縱”,分布于西山、馬欄河、老虎灘、東北快速路等區(qū)域。主要走向為東南—西北、南—東北、西—東南向,以山體、綠地、水體以及城市高等級區(qū)域性主干道為主要載體;二級通風廊道是輔助一級風廊的重要廊道,分布在道路、城市綠地、城市河湖水系等處,集中在熱島環(huán)境密集的地區(qū)或是熱島效應較嚴重地區(qū)的上風向,主要依托于龍?zhí)梁?、老座山河、凌水河、西北路等?/p>

10 核心區(qū)風廊布局Core area ventilation path layout

對一級通風廊道的寬度、風廊內(nèi)建筑密度、容積率等管控指標分別提出控制建議。如星海灣—東北路風廊中有多處現(xiàn)狀空間寬度較窄,且位于城市一級風廊的上游,其流通性能對風廊效果的實現(xiàn)至關(guān)重要?;诖耍h期有改造更新潛力的地塊須為風廊退讓出50~60 m綠化帶,并且控制風廊上游區(qū)段未來的開發(fā)建設強度,建議以中、低層建筑為主,增加綠化以保證通風量及空氣品質(zhì)。

4.2 景觀策略

星海灣是西山水庫—馬欄河風廊、星海灣—東北路風廊的匯聚點,也是核心城區(qū)重要風口。星海廣場北部建造了許多大體量高層建筑,體積巨大、表面材料熱容高,空氣升溫作用明顯,對下風向的熱環(huán)境產(chǎn)生不利影響。由于建筑改造的難度較大,因此可通過景觀策略改善其熱環(huán)境(圖11)。

11 景觀策略示意圖Landscape strategy diagram

1)采用大面積屋頂綠化降低屋面溫度,提高建筑群綠化率。由于展覽建筑舉架高,屋頂多采用桁架結(jié)構(gòu),建議采用承重要求低的拓展型屋面,即大面積草坪綠化。2)增加垂直綠化,降低流經(jīng)氣體溫度,提高人視環(huán)境的美化程度。高層建筑在中部可采用局部模塊化綠化形式,這種做法有利于植物穩(wěn)定栽植,提高成活率,降低維護成本。3)增加各類開放空間材料的透水性能。如對會展中心前廣場可統(tǒng)一采用透水材質(zhì),形成綠化廣場;星海廣場沿廣場周邊設置的觀光停車位可采用排水性能好的聚氨酯材料,雨量大時也可形成徑流流向廣場草坪。

5 結(jié)語

綜上所述,本研究通過科學的定量分析從街區(qū)設計尺度構(gòu)建了大連城市通風廊道系統(tǒng),為地方政府和城市規(guī)劃師在提升城市風環(huán)境質(zhì)量、改善空氣質(zhì)量、提升城市熱舒適度等方面提供了參考,為同類型城市進一步建設生態(tài)宜居城市提供依據(jù)。主要結(jié)論如下:1)大連全年主導風為北向,南向次之,夏季主導風向為南向,北向次之。大連夏季白天熱島強度可達 7級,集中在甘井子區(qū)、沙河口區(qū)、西崗區(qū)等地。2)發(fā)現(xiàn)了6條主要通風路徑,分布在馬欄河、老虎灘和西山水庫等區(qū)域,且星海灣地區(qū)通風潛力較大,最后確定4條主要風廊和17條次要風廊,將補償空間與作用空間相連,構(gòu)建了城市通風廊道系統(tǒng)。3)春夏2個季節(jié),溫度平均低于非風廊0.78 ℃,風廊對城市有良好的降溫作用,而秋、冬季風廊引入海風,溫度平均高于非風廊0.99 ℃,證明了風廊對城市氣候的改善作用。

在以下幾個方面還可進一步研究:1)本研究在進行城市形態(tài)參數(shù)計算時,沒有考慮城市綠化對風環(huán)境的影響,在未來可計算植被粗糙度長度,改進風廊結(jié)果的準確度,提出更具有針對性的景觀策略;2)本研究主要構(gòu)建的是一、二級風廊,在三、四和五級風廊等更精細尺度方面還可進一步深入研究;3)本研究選定的氣象模擬背景為夏季,在冬季的氣候評估上還可展開進一步研究。

圖表來源(Sources of Figures and Tables):

圖1根據(jù)參考文獻[39]進行繪制,其余圖片由作者繪制,其中城市邊界底圖來源于遼寧省地理信息公共服務平臺,審圖號為遼S〔2017〕127號;表1~2根據(jù)參考文獻[39]繪制,其余表格均為作者繪制。

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