北京市潛在風道的數值模擬與綜合識別

作者：楊土士,王偉文,常鳴,王雪梅

摘要：過去從局地尺度和微尺度優化規劃和建筑設計的角度,城市規劃與建筑學科的研究者提出了構建城市區域通風廊道的思想。但對目前的特大城市和城市群而言,無論城市熱島還是污染物輸送都可能涉及更大尺度范圍的區域影響。結合自然地理資源條件,對城市外圍待發展區域的風道識別和規劃,可能更具有現實意義。本文基于空氣動力學粗糙長度計算通風指數,從動力學角度初步識別出北京不同區域的通風潛力:①利用數值模擬輸出的1月和7月平均水平風場發現,在背景風較強的冬季,水平風速的分布與下墊面的粗糙度保持高度一致,在北京城區東北方向存在一條明顯的風道,在通過城區時受城市下墊面的拖曳影響出現顯著的風速下降,在城市下風方向風速又有所回升;②與熱力分析對比發現,夏季城市外的低溫區域與盛行風向相悖,偏南方向上的補償空間面積比冬季小且與作用空間的溫差也小,流向城市的可利用風資源匱乏;③基于近地面溫度和粗糙長度加權計算后得到通風指數,冬季為0~0.25,夏季為0~0.60,數值越小通風能力越強,受季節熱力差異影響,冬季通風能力顯著優于夏季。④進一步結合數值模擬的風速分布,將通風評價結果劃分為4個等級,從北京市全域尺度分冬、夏兩季識別了北京市的潛在風道,冬季貫穿南北的風道全長約200 km,從城市外圍引入風資源,可有效提高城市自凈能力,而在背景風較弱的夏季,風道貫通性較差,氣流疏導能力弱,亟待區域聯動優化城市群發展規劃。

發文機構：暨南大學環境與氣候研究院 粵港澳環境質量協同創新聯合實驗室

關鍵詞：通風廊道城市化地表粗糙度城市熱島數值模擬北京市土地利用土地覆蓋ventilation corridorurbanizationsurface roughnessurban heat islandnumerical simulationBeijingland useland cover

分類號： F29[經濟管理—國民經濟]