道路型式对城市热环境影响的遥感和模拟分析

发布时间：2017-06-29 05:14

  本文关键词：道路型式对城市热环境影响的遥感和模拟分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：交通网的发达程度是衡量一个国家经济发展水平的重要标准,道路作为交通网的基本构成,近几十年它的建设数量和规模都有大幅增加。由于道路下垫面材质具有非渗透,它在吸收大量的太阳辐射后能迅速升温,导致水分对路面的蒸发降温作用大幅度降低,就使得路面温度远高于大气温度并且不断加热周围大气温度,从而加剧了城市热岛效应。本文以ArcGIS观测和ENVI-met模拟为主要技术手段,分析了南海区的热环境现状及道路地表温度的影响因子,通过建立标准模型研究,主要工作和结果如下:通过近20年中午11点时刻的地表温度反演图发现南海区总体热岛效应逐年增强,开始由中心区域向外蔓延;南海区道路对地表城市热岛的贡献率从之前的0.47%变为0.93%,热岛强度从之前的0.97℃增加到2.81℃,贡献率不断提高,道路对城市热岛强度明显加剧;道路两旁用地性质不同,产生了热源道路和冷源道路,冷源道路切割了城市热场,避免了城市热岛的蔓延;东南-西北走向与西南-东北走向的道路对周边环境影响较小;东南-西北走向、西南-东北走向、东-西走向、南-北走向的道路对周边温升影响范围在50~100m的之间,当影响距离高于100m时,道路对周边温升的影响逐渐减弱。通过ArcGIS统计抽样的南海区道路,发现走向一致的道路,道路的地表温度随宽度的增加而减少。得到城市道路通风预测的数学模型,发现影响道路平均风速比的主要因素是道路风向角和道路宽度。通过建立标准模型发现,在风向一致,道路型式不同时,道路上的平均风速以及风速比略有不同,在风向不同,道路型式相同时,平均风速有差别,差值在0.25m/s~0.29 m/s之间,其中当风向为135°时,道路上的平均风速处于最大值;当道路风向角在[45°,90°]范围时,道路宽度与温度有负相关性,当道路风向角在[0°,45°)范围时,道路宽度与温度有正相关性,因此[45°,90°]的风向角,道路设计时应该尽量增加宽度以降低温度,当[0°,45°)的风向角,道路设计时应减少宽度,造成峡谷效应,以降低温度;路面材质反射率高的道路,空气温度低,周边建筑表面温度也低,路面材质反射率低的道路,空气温度高,周边建筑表面温度也稍高,因此在设计道路时尽量选择反射率较高的材质。
【关键词】：道路 热环境 ArcGIS ENVI-met
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X16;P461;P407
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.1.1 论文研究背景11
• 1.1.2 论文研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 街区尺度的研究12
• 1.2.2 街区热环境的研究12-13
• 1.2.3 遥感应用于道路的研究13
• 1.2.4 道路其他相关的研究13-15
• 1.2.5 目前研究中存在的问题15
• 1.3 研究方法介绍15-17
• 1.3.1 遥感观测15-16
• 1.3.2 CFD模拟16-17
• 1.4 研究思路17-18
• 1.5 本章小结18-19
• 第二章 道路型式对南海区热环境的现状分析19-39
• 2.1 引言19
• 2.2 研究区概况19-23
• 2.2.1 研究区范围19-20
• 2.2.2 佛山市南海区概况20-22
• 2.2.3 研究数据22-23
• 2.3 地表温度反演方法介绍23-28
• 2.3.1 数据来源23
• 2.3.2 地表温度反演方法23-25
• 2.3.3 地表温度反演图25-28
• 2.4 南海区总体的热环境分析28-29
• 2.5 南海区道路对热环境的影响分析29-37
• 2.5.1 南海区道路对地表城市热岛的贡献率29-30
• 2.5.2 南海区道路与热场高温区的关系30-34
• 2.5.3 南海区道路对地表城市热岛效应的影响34-37
• 2.6 本章小结37-39
• 第三章 道路地表温度的影响因子分析39-56
• 3.1 引言39
• 3.2 道路的抽样39-42
• 3.3 道路地表温度的影响因子42-50
• 3.4 影响因子的原因分析50-55
• 3.4.1 文献资料50-51
• 3.4.2 验证道路宽度与风速的相关性51-55
• 3.5 本章小结55-56
• 第四章 道路型式对街区热环境的数值模拟56-86
• 4.1 引言56
• 4.2 工况模型的建立56-63
• 4.2.1 工况模型建立考虑的因素56-57
• 4.2.2 道路型式的分类及介绍57-58
• 4.2.3 道路的几种标准模型58-59
• 4.2.4 模型构建59-61
• 4.2.5 模型信息61-63
• 4.3 评价标准63-64
• 4.3.1 风环境评价指标63-64
• 4.3.2 热环境评价指标64
• 4.4 模拟结果统计方法64-67
• 4.5 道路横断面型式对街区热环境的模拟分析67-74
• 4.5.1 评价标准为平均风速67-68
• 4.5.2 评价标准为风速比68-74
• 4.6 道路走向对街区热环境的模拟分析74-79
• 4.7 道路材质对街区热环境的模拟分析79-84
• 4.8 道路热溢出的模拟结果与GIS调研结果对比分析84
• 4.9 本章小结84-86
• 总结与展望86-88
• 本文主要结论86
• 存在的问题与展望86-88
• 参考文献88-90
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果90-91
• 致谢91-92
• 答辩委员会对论文的评定意见92

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