典型山地城镇地形条件下近地面气态污染物扩散特性的数值模拟研究

论文摘要

随着我国城市化进程的加快、人口与经济高速发展,近地面污染物引起的空气污染和空气质量下降已经成为困扰当下中国城市发展的主要环境问题。作为世界上面积最大,人口最多的“山城”,重庆市主城区三山两江的山地小盆地的地理格局,形成了重庆市特殊的山地城镇地形条件,而这种山地地形导致的年平均风速低、大气稳定度高的天气条件又导致了重庆市主城区局部地区的空气污染严重。因此有必要对重庆市山地城镇的近地面污染物的流动扩散进行研究。本文采用数值模拟方法中的组分输运模型,研究了重庆市两种典型山地建筑群的流动状态及污染物扩散分布情况:一种是斜坡上的建筑群,研究了不同坡度条件下不同建筑物间距的流体流动状态以及污染物扩散分布规律;另一种是山地丘陵附近小型建筑群,研究了风速、山地丘陵高度、山地丘陵到建筑群距离及污染源位置对近地面污染物扩散特性的影响。研究表明:对于斜坡上的建筑群,当建筑物横向间距Bw远大于外尾迹宽度Sw,建筑群冠层内的流动状态为孤立粗糙流,其特点是外尾迹和内尾迹均可以充分发展。当建筑物间横向距Bw约等于外尾迹宽度Sw,建筑群冠层内的流动状态为外尾迹干扰流,即外尾迹不能充分发展。当建筑物纵向间距Bl与内尾迹长度Rl大小相同时,建筑群冠层内的流动状态为内尾迹干扰流,内尾迹的发展开始受限制。当建筑物间横向距Bw小于内尾迹长度Rl时,建筑群冠层内的流动状态为掠流,外尾迹和内尾迹的发展受到进一步限制,建筑物顶部上方的气流对街道内的气流几乎没有影响。当建筑物间横向距Bw约等于内尾迹宽度Rw时,外尾迹和内尾迹都会消失,冠层内的流动状态是街道网格流。当建筑物间横向距Bw比内尾迹宽度Rw还要小时,冠层内的流动状态是驻涡流,平行于流向的管道流更加稳定,垂直于流向的街道内的流动状态变成驻涡。六种流动状态下,随着建筑物间距的减小,污染物在建筑群前的聚集情况越来越严重,进入建筑群的污染物量越来越少,沿流向污染物衰减速度越来越慢,衰减距离越来越短,横向污染物分布由单一外尾迹影响变成双尾迹影响最后逐渐变成无尾迹影响。同一种流动状态下,由于斜坡上升气流的影响,坡度越大,形成该典型流动状态的建筑物间距越小。总的来说,建筑物间距越大,地形坡度越高,污染物的扩散情况越小。中性大气稳定度条件下,有山地丘陵阻碍作用下的小型建筑群附近存在稳定的分层效应,建筑群附近的分层效应不受风速大小的影响。风速大小不会影响建筑群周围的流动状态,会影响相应分层内的风速大小。风速会直接影响建筑群的通风,建筑群内的通风量与参考风速的大小呈正比例关系;同一水平高度情况下,建筑群内部平均风速要远小于建筑物外部平均风速。风速越大,越有利于污染物的稀释。建筑群及周围几何特征的变化会影响流体流动状态的变化,进而影响污染物的分布情况。山地丘陵高度与建筑群的通风量是负相关的关系,丘陵高度越高,通风量越低,同时伴随流体进入建筑群的污染物就越少,污染物在建筑群内部的分布量就越少。山地丘陵到建筑群的距离对建筑群的通风量及污染物的扩散影响程度很弱。污染源高度和污染源距离对群的流动状态几乎没有影响。污染源高度方面,污染源高度对进入建筑群的污染物总量影响不大,而随着污染源高度的增加,当污染源高度达到0.25H2时,地面附近污染物程度最大,当污染源高度达到0.5H2时,进入建筑群的污染物与建筑群顶部的交换情况最好,因此污染源高度越高越好;污染源到建筑群的距离为1倍H2时,污染物主要通过侧向效应（马蹄涡）转移,非常有利于污染物的扩散。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 高赛

导师: 杨仲卿

关键词: 典型山地城镇地形,中性天气,近地面污染物,流动状态,污染物分布

来源: 重庆大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 气象学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 重庆大学

分类号: X51;X169

DOI: 10.27670/d.cnki.gcqdu.2019.001398

总页数: 93

文件大小: 6033k

下载量: 9

相关论文文献

• [1].潍坊坊子德日建筑群速写三[J]. 建筑结构 2019(24)
• [2].建筑群布局对风环境的影响模拟研究[J]. 智库时代 2020(15)
• [3].城市建筑群航天遥感动态监测[J]. 武汉大学学报(信息科学版) 2020(05)
• [4].侧风条件下电站大型冷却塔建筑群热力特性的数值模拟研究[J]. 东北电力大学学报 2020(03)
• [5].重庆天和国际中心 建造未来的城市建筑群[J]. 重庆建筑 2020(06)
• [6].地域风环境适应视角下建筑群布局比较分析与策略研究[J]. 建筑学报 2020(09)
• [7].岱庙建筑群的文化及保护措施研究[J]. 泰山学院学报 2018(01)
• [8].九龙岗民国建筑群保护规划研究[J]. 遗产与保护研究 2017(02)
• [9].传统建筑群的旅游开发与利用研究[J]. 大众文艺 2016(12)
• [10].月球基地[J]. 科学启蒙 2018(06)
• [11].Эрмитж[J]. 中学俄语 2016(02)
• [12].以传统园林为基底的历史建筑群的整治与复兴——以福州南公园历史建筑群片区设计为例[J]. 城市建筑 2019(17)
• [13].慈城镇古县城衙署建筑群重建工程,宁波,浙江,中国[J]. 世界建筑 2015(05)
• [14].从南宁新孔庙看历史建筑群的重建[J]. 中华民居 2011(06)
• [15].上海石库门建筑群保护与更新的现实和建议[J]. 复旦学报(社会科学版) 2011(04)
• [16].平面布局对建筑群体风环境的影响模拟研究[J]. 建筑节能 2020(05)
• [17].河南大学近代建筑群的历史与现状——兼议大学建筑蕴含的大学精神之内涵[J]. 科教导刊(下旬) 2016(05)
• [18].基于ArcGIS的建筑群三维可视化研究[J]. 科技资讯 2015(13)
• [19].从旧金山唐人街到青岛“万国建筑群”探析外来移民在城市发展中的文化烙印[J]. 文教资料 2016(11)
• [20].河南大学近代建筑群的保护和利用[J]. 山西建筑 2014(08)
• [21].从方志看宋代县衙署建筑群的布局[J]. 求索 2012(08)
• [22].河南大学近代建筑群记略[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊) 2011(06)
• [23].南宁孔庙建筑群重建项目初探[J]. 南方建筑 2011(06)
• [24].论河南大学近代建筑群造型艺术的特色[J]. 河南大学学报(社会科学版) 2009(04)
• [25].考虑群效应的土–建筑群动力相互作用参数分析[J]. 工程科学与技术 2019(01)
• [26].不同风向作用下的建筑群风环境研究[J]. 暖通空调 2018(08)
• [27].型式的延续与转变——试论建筑群中早期建筑对晚期建筑的影响[J]. 中国文化遗产 2017(02)
• [28].沈阳市中山广场建筑群的特点与现状研究[J]. 四川建材 2016(04)
• [29].世界文化遗产 嵩山“天地之中”历史建筑群[J]. 黄河.黄土.黄种人 2016(04)
• [30].南京总统府建筑群的八条轴线[J]. 江苏地方志 2014(02)

标签：典型山地城镇地形论文;  中性天气论文;  近地面污染物论文;  流动状态论文;  污染物分布论文;