蒙自主城区近地面流场与污染物扩散的风洞模拟研究

发布时间：2020-05-07 20:57

【摘要】：人与自然的协调发展是城市可持续发展所追求的目标。伴随着经济社会的高速发展,城市化水平的加剧,城市的结构和功能发生了巨大的改变,城市区域的污染问题也随之而来,城市环境的空气质量也受到越来越多人的关注。蒙自属于云贵高原山地城市,其复杂的地形、较低的大气压和丰富的下垫面状况给研究城市空气污染造成了极大的困扰,因此,采用环境风洞来研究高原山地城市的近地层流场与污染物扩散规律,获取风廓线指数及大气扩散参数等,以便准确预报空气污染,进而为采取相应的控制措施奠定基础。本文以高原山地城市(云南省蒙自市)为研究对象,通过Google earth、Global Mapper、百度地图等软件并结合实地调查,制作蒙自区域1:3000地物模型,再结合蒙自市近地面气象数据和探空数据,拟合得出蒙自市气象站处风廓线指数,根据拟合风廓线指数进行风洞流场调试实验,通过尖劈-粗糙元-风栏组合装置做到流场相似。随后进行了风洞示踪扩散实验,选取了乙烯为示踪剂,实验前先测定了乙烯的标准曲线,结合乙烯标线可以得到实验室模拟条件下各测点位置浓度值,再结合示踪气体排放稀释比例可换算出各测点的实际浓度值,获得高架点源排放污染物的浓度分布规律,根据空间浓度分布规律计算出了蒙自区域的水平扩散方程和铅直扩散方程。结果表明,地形的复杂使得近地层的流场紊流强度增加,对污染物的扩散产生了较大的影响,导致扩散参数增大,另外,由于空间分布的不均匀性,烟羽的分布呈现偏态分布。
【图文】：

城市气候,城市形成,局地气候,城市大气

.2.2 山地城市及近地层风场.2.2.1 高原山地山地作为大陆的基本地形之一，其具有复杂的地形结构特征[7]。通常将海拔高000m 以上且地形上存在大面积隆突的区域称作高原。而高原山地则指的是同时符高原与山地的地形地貌特征的区域[8]。.2.2.2 城市近地层及风场近年来，伴随着快速发展的城市建设，城市表面的建筑物分布、土壤类型和地被的覆盖率等都发生了很大的变化，这就使得城市下垫面愈发复杂丰富，同时又人类活动的影响，，更加造成了对城市区域内大气污染物传输扩散研究的困难。城气层具有复杂的多尺度结构如图 1.1 所示，在垂直方向上，可以分为对流层、平等。

风洞结构

第三章风洞实验装置简介作为实验室条件下模拟研究污染物迁移扩散规律及流场特征的一种重要手段，环境风洞实验是基于相似原理，将研究区域的地物（主要建筑物布局及高度、地形、污染排放源等）按合适的缩尺比缩小成地物模型，从而保证满足几何相似，然后将制作好的地物模型放置于环境风洞实验室的实验段位置，进一步进行流场校正实验和风洞示踪扩散实验。3.1 低速直流吸入式边界层风洞本研究有关风洞实验的开展是在昆明理工大学呈贡校区于 2013 年新建的环境风洞中完成的。该风洞（如图 3.1 所示）是一座低速直流吸入式大气边界层风洞，风洞主体由钢结构组成，实验段左右两侧壁面各镶嵌有 10 块钢化玻璃，便于实验时进行直观的观测，整个风洞装置结构可分为入口收缩段、粗糙元段、实验段、扩散段等部分，该风洞的一些设计指标见表 3-1。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X51;X169

【参考文献】