郑州市市区风环境模拟研究

发布时间：2024-03-23 03:26

　　城市风环境是城市微气候研究的一个重要方向,对分析城市热岛效应、空气流通等具有重要意义。本文以郑州市市区为例,使用1971—2018年气象观测数据、2018年建筑分布数据(OSM)和2016年资源三号卫星数据作为数据源,通过运用气象学和GIS技术结合的方法,探究潜在通风廊道,科学量化城市形态对风环境的影响。研究首先借助WindNinja软件,对城市背景风环境进行模拟分析,该计算方法提高了风道定位的精度。然后利用卫星遥感数据制作了数字高程模型(DSM),结合OSM计算下垫面地表粗糙度。进一步借助ArcGIS软件,利用最小成本路径法(LCP)确定城市潜在通风廊道的位置。结果表明:①郑州市近年来平均风速缓慢下降,平均每10年下降0.26 m/s;全年主导风向东北风进入城市后受城市形态影响在京广铁路线附近以西逐渐转为东北偏东风,其中在京广快速路以东风速较高,在京广快速路以西风速较低;②金水区西部、中原区、二七区以及管城区的地表粗糙度较高,通风环境较差;金水区东部和惠济区的地表粗糙度较低,通风环境较好;③根据盛行风向模拟的潜在通风廊道,其共同特点是趋向于低粗糙度的地区。

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【部分图文】：

图8郑州市中心区建筑密度

图7郑州市中心区建筑高度图9郑州市中心区地表粗糙度

图9郑州市中心区地表粗糙度

图8郑州市中心区建筑密度结合4.1节模拟结果可以看出，建筑群增密增高，地表粗糙度增大，有使局地风速降低，风向改变的效应。粗糙度较高区域如火车站北部沿东风渠以西，火车站南部沿京广快速路以西，建筑分布集中且高度较高，城市主导风向进入该区域后风速下降，风向改变，致使该区域通风环境较差....

图10郑州市中心区潜在通风廊道

东北风作用下，大致生成5条有效通风路径穿过研究区域（图11):NE-1、NE-2路径主要沿着道路通行，周边为低密度住宅区，穿过京广铁路后集中度变低，在西流湖公园附近，分散多条小风廊，穿过大片农田，以最短的成本距离到达终点，最终至南水北调；NE-3经过的区域周边建筑较密集且建筑高度....

图7郑州市中心区建筑高度

由图9可以看出，研究区域内地表粗糙度呈现西南高，北部次之，东北最低的分布特征。中原区、二七区、管城区的粗糙度最高，最高值可达20.4m，高于8.0m以上的区域分别占23.1%、10.0%、8.0%。金水区、惠济区的粗糙度较低，高于8.0m以上的区域分别占4.3%、5.0%。....

本文编号：3935384