城市公园冷岛效应研究进展综述

在城市快速发展的背景下,城市地表覆盖类型以及景观格局演变导致了一系列环境问题,气候变化和极端天气频繁发生,城市热岛现象已经成为最主要的环境问题之一,城市公园作为减缓城市热岛效应的重要手段已被广泛接受,目前针对城市热岛效应的基础研究较多,而对城市公园冷岛效应研究较少。文中采用知识图谱分析方法和文献计量分析,对年度发文量、机构、作者、关键词和研究进程进行分析,阐明了城市公园冷岛效应的研究现状、理清其发展趋势,旨在为未来城市公园冷岛效应研究提供借鉴与参考。

不同城市热岛梯度下公园冷岛效应和景观特征的关联机制

城市公园形成的冷岛效应已成为缓解城市热环境的重要途径之一。利用Landsat 8 OLI-TIRS、Google Earth遥感数据,通过辐射传导算法反演济南市22个公园的地表温度;采用缓冲区分析、多元统计和相关性分析等方法定量分析公园内部平均温度、公园冷岛效应与公园内部机理以及城市形态两大景观特征之间的关系;利用增长回归树模型初步探究景观特征的贡献能力。结果表明:1)不同城市热岛梯度下公园冷岛效应呈梯度变化,热岛等级高的公园,其冷岛效应更显著;2)当公园面积达到200 hm^(2)、水体面积达到45 hm^(2)、绿地面积在80~100 hm^(2)时,公园的冷岛效应最佳,水体比绿地的冷却效果更强;3)建筑高度与冷岛效应相关性最显著,当建筑高度在35~63 m时,最大冷却距离随高度的增大而增加,过高过密且杂乱无序的建筑环境阻碍公园冷岛效应;4)内在机理对公园地表温度、最大冷却距离、冷却强度的贡献能力强于外部城市形态指标,外部城市形态对冷却梯度的贡献能力更强。因此,在不同城市热岛梯度下,将公园绿地、水体面积控制在阈值内,适当增加公园轮廓复杂度和不透水面积,并利用城市风廊增加公园冷空气溢出途径,能够改善公园周围热环境、提高人体舒适度。

空冷岛温度场智能监测最优背压控制实践分析

为了提升水泵汽轮机的抗背压能力,需对最优背压控制方式进行研究。以空冷岛温度场智能监测系统建构为切入点,采用350MW超临界机组,通过模拟仿真分析不同控制方式对系统运行的影响,针对背压扰动抑制提出相应的优化策略,并针对冬季机组气流分配不均匀问题,提出防冻保护优化策略。经测试,本次采用串级前馈控制方式设计的系统受极端工况影响较小,可确保机组的稳定运行。

一种600MW直接空冷岛全自动清洗装置的优化与应用

直接空冷岛在运行过程中,由于受到外界灰尘、杂质和水分等的影响,很容易导致空冷岛散热器表面积灰、积盐,直接影响机组的正常运行。为了有效解决这一问题,某公司利用全自动清洗装置对直接空冷岛散热器表面积灰、积盐问题进行了优化处理。该装置通过设置喷水装置、喷头和自动清洗系统,能够在短时间内将直接空冷岛散热器表面的积灰、积盐清除干净,保证空冷岛的安全稳定运行,保证机组的安全运行。

火电机组直接空冷岛顶部防冻百叶窗仿真计算

针对当前直接空冷岛冬季严寒大风条件下易出现散热管束冻结开裂的问题,提出在空冷岛顶部蒸汽分配管之间安装防冻百叶窗装置。建立直接空冷岛的整体模型、含顶部百叶窗的空冷单元局部模型,使用Fluent软件进行流动传热计算,研究防冻百叶窗的冬季防冻性能和开启状态下对直接空冷岛的性能影响。结果表明:在环境温度-20℃、风速20 m/s并且风机入口被封堵的情况下,关闭直接空冷岛顶部百叶窗后,直接空冷岛内部空气流速显著降低、空气温度显著升高,直接空冷岛整体散热量降低了52.7%;在环境温度15℃、无环境侧风且风机全功率运行时,开启状态下的顶部百叶窗对空冷单元的性能影响可以忽略不计,其中空冷单元空气流量损失为1.2%,空冷单元换热量损失为2.2%,且开启状态下的顶部百叶窗不会对空冷单元内外的流场及空气温度产生显著影响。该装置可有效提升直接空冷岛在冬季严寒大风天气下运行的安全性。

海口主城区蓝绿空间时空演变及冷岛效应

以海口市城区为研究区域,选取2013、2015、2018和2020四个年份的Landsat 8卫星遥感数据,基于最大似然法得到研究区的土地利用分类结果,基于大气校正法得到研究区的地表温度数据,并探讨了蓝绿占比和蓝绿比例等因素对冷岛效应的影响机制.结果表明,2013—2020年:(1)研究区蓝色空间面积基本维持不变,绿色空间面积呈减少趋势,其他空间面积呈增加趋势;(2)研究区低温和次低温等级面积占比呈减少趋势,中温、次高温和高温等级面积占比呈增加趋势,地表温度普遍升高;(3)蓝色空间和蓝绿空间冷岛效应强度呈增强趋势,绿色空间冷岛效应强度呈减弱趋势,不同土地利用类型的冷岛效应强度为:蓝色空间>蓝绿空间>绿色空间;(4)蓝绿空间影响冷岛效应的因素有蓝绿占比和蓝绿比例等,蓝绿占比和蓝绿比例均与冷岛效应呈正相关关系.在城市建设中,最好预留32.6%规划面积的蓝绿空间,同时控制蓝绿比例在0.155∶1左右,在保证最大经济效益的同时,也能极大改善城市的整体热环境,本研究为海口市的旧城改造与新城建设提供了合理方案和有益思索.

城市绿地冷岛效应测度方法比较与验证

降温距离与降温幅度是评价绿地冷岛效应的重要指标,其精度对分析绿地降温效益和影响绿地冷岛效应因素等具有重要作用,当前缺乏评价指标计算方法的精度对比研究。以2014年、2020年上海近郊区域29块大于1 hm2的绿地为样本,将各种方法计算的降温距离和降温幅度与绿地面积进行相关性检验以确定评价指标计算结果的精准性。结果表明:斜率法计算的降温距离与绿地面积显著相关,差值法计算的降温幅度与绿地面积显著相关,因此斜率法和差值法能更精准计算绿地降温距离和降温幅度,更适用于冷岛效应评价指标的测度。研究探讨并对比多种降温距离、降温幅度的计算方法,对提升绿地冷岛效应评价的准确性、合理进行绿地布局和减缓城市热岛效应提供科学依据。

南京市集雨型绿地冷岛效应影响因素研究

该文通过土地利用类型提取和地表温度反演,以集雨型公园归一化指数和内部景观特征为因素,以27个集雨型公园为研究对象,对集雨型公园的冷岛效应影响因素进行分析。结果表明:(1)进行海绵改造或建设集雨型公园对热岛效应的缓解具有积极的正向作用。(2)归一化指数对集雨型公园的冷岛效应的强度和扩散距离有影响,改进归一化水体指数(MNDWI)表现在冷岛效应强度以及扩散距离上;归一化植被指数(NDVI)则表现在冷岛效应强度上,而归一化建筑指数则对扩散距离,具有较强的负向作用。并且,MNDWI相较于NDVI,具有更强的冷却效果。(3)在内部组分上,随着绿地面积的增加,冷岛效应的强度先急剧增加,后趋于平缓,最终稳定。海绵体面积每增加1 hm2,冷岛效应强度增加0.16℃。当海绵体面积占比<30%时,冷岛效应强度急剧增加,而在30%~50%时,则趋于平缓,当占比>50%的时候,则不再具备明显的正向作用,而是维持现状冷岛效应强度。

城市滨水蓝绿空间冷岛效应的影响因素与分布特征--以武汉、南京和杭州为例

城市蓝绿空间的科学规划有利于缓减城市热岛、降低能耗和增进城市人群健康。然而,中国大城市滨水蓝绿空间冷岛效应却缺乏较为深入的定量分析和研究。本研究以武汉、南京和杭州三个水系发达城市为例,在借助多源遥感和GIS空间数据计算三个中国城市地表温度(LST)及冷岛强度基础上,采用基于机器学习的决策树回归方法探究各滨水蓝绿空间形态因子的对城市冷岛效应的影响程度和分布特征,同时有效克服了传统线性回归模型在揭示蓝绿空间众多影响因子交互作用方面的受限问题。结果表明,武汉滨水蓝绿空间的强冷岛效应区域位于东湖、汤逊湖等大型湖泊周边,南京则为秦淮河南岸,杭州则为钱塘江中段南侧和西湖南侧。决策树回归结果表明,不同城市起主导作用的景观形态因子也存在差异,不同城市的水域形态对城市热岛影响作用明显。在杭州和南京,水面率和绿地率为主导因子,杭州受其共同影响占72.9%,南京则为61.8%。在武汉,水面率、水域形状指数为主导因子,受其共同影响占63.5%。研究结果可以为中国大城市滨水蓝绿空间的科学规划及设计提供有益参考。

不同单元型式的直接空冷岛数值试验对比研究

利用ANSYS Fluent软件研究某2×660MW直接空冷岛,以期提高其整体换热性能。对不同单元型式、散热器管束和风机布置方式下的空冷岛方案进行流动和传热特性的数值模拟、分析和研究。在环境风速风向的影响下,不同布置型式的空冷岛出现一定的性能差异。静风状态下,不同布置方案的空冷岛通风量及换热量之间的差别很小,均在1%以内。TRL考核风速各风向下,与常规空冷布置方案相比,双小“A”风机低位布置方案的机组背压较低。炉后风向下,双小“A”风机低位布置方案的机组平均背压低于常规布置方案约1.57kPa。

高密度中心城区蓝绿空间冷岛效应及其影响因素——以北京五环路以内地区为例

蓝绿空间作为城市绿色基础设施的重要组成部分,对促进城市热环境健康、改善局地微气候具有重要作用。利用Landsat 8遥感影像、土地利用等数据,基于辐射传输方程算法、K均值聚类算法、相关性分析等方法,量化了典型的高密度中心城区——北京五环快速路以内地区的1199块1hm2以上的蓝绿空间冷岛效应的表征指标,并分析与蓝绿空间规模、形状复杂度、景观组成、环境组成、植被覆盖等要素的相关关系,还根据蓝绿空间的不同降温特性进行分类,探讨每类蓝绿空间在缓解高密度中心城区热岛效应中的独特作用、优势与机制。结果表明:(1)蓝绿空间的规模、形状复杂度、景观组成等景观要素与冷岛效应的关系显著,如总面积、绿地面积和水体面积与降温幅度、降温范围、降温服务呈显著正相关,与降温效率和降温速率呈显著负相关;周长与降温范围、降温服务呈显著正相关,与降温效率和速率呈显著负相关;周长面积比与降温幅度和降温服务呈显著负相关,与降温效率和蓝绿空间自身温度呈显著正相关,而形状指数则与降温范围和降温服务呈显著正相关。(2)蓝绿空间的环境要素与冷岛效应也存在相关关系。蓝绿空间之间会产生冷岛效应的协同与促进现象,蓝绿空间降温范围内的其他蓝绿空间的总面积与该蓝绿空间的降温幅度、降温范围、降温服务和辐射距离呈显著正相关,与蓝绿空间自身温度呈显著负相关。(3)蓝绿空间的总面积、水体面积、周长与降温幅度之间,周长面积比与降温效率之间存在阈值,为节约土地资源、保证降温效果,建议不应过多超过阈值。(4)基于蓝绿空间在降温幅度、效率、辐射距离等方面的差异,将蓝绿空间划分为4类。高密度中心城区蓝绿空间规划建设应充分评估区域降温需求,了解蓝绿空间降温现状,合理配置具有不同降温特性和优势的蓝绿空间,在土地和资金有限的情况下,充分发挥各类蓝绿空间的冷岛效应。本研究有助于政府和规划师摸清当前蓝绿空间冷岛效应的现状、问题和发展潜力,对理论和实践具有一定参考意义。

上海城郊绿地冷岛效应与影响因素研究

城市绿地具有降温作用,可形成低温区域从而降低环境温度,是缓解城市热岛的有效途径。选取上海市城郊外环和近郊环之间的“双环”区域的30个绿地斑块为研究对象,通过地表温度反演,对城郊绿地的冷岛效应从降温幅度和降温距离两个方面进行评价,并从城郊绿地空间格局特征和外部环境特征两个方面分析了冷岛效应的影响因素。结果表明绿地的选址、布局形态和规模、蓝绿空间耦合、城市开发强度、与夏季主导风向的关系是影响城郊绿地冷岛效应的主要因素。提升上海城郊绿地的冷岛效应应权衡降温距离或降温幅度的需求,进而控制适宜的绿地空间特征,加强蓝绿空间的组合配置,使绿地主轴方向尽量平行于夏季主导风向。

成都市城市公园景观特征的“冷岛效应”研究

城市化的快速发展使中国城市景观格局发生显著改变,热岛效应等生态问题日渐突出。为探究城市公园的冷岛效应,以成都市为例,基于Landsat 8、Sentinel-2遥感影像,借助Arc GIS、ENVI平台,从公园内部景观构成、斑块形态和空间布局3个方面,量化分析了公园景观特征对公园冷岛(Park Cool Island,PCI)效应的影响。结果表明:当公园面积小于32hm~2和大于32hm~2时,最佳降温效应下公园内部景观斑块的构成、形状、空间分布规律呈现不同的规律特征,32hm~2是公园降温效应变化的转折点,综合考虑公园投入的建设面积与其降温效应的收益,公园建设面积小于32hm~2较为合理。

基于ENVI-met模拟冷岛效应指标及差异性分析

【目的】为探明不同绿地配置及不同材质路面发挥冷岛效应的差异性及其微环境影响因素。【方法】选取北京市昌平区某高校教学区为研究对象,使用ENVI-met对研究区建立不同植被群落配置和路面类型的2种模型并对比其冷岛效应指标。【结果】(1)不同的绿地植物群落配置对于冷岛效应有明显影响。2种绿地配置(模型1:草地+灌木+乔木、模型2:草地)的教学区域日均温分别为20.68℃和20.47℃;日均相对湿度分别为60.60%和59.44%。(2)不同材质路面的温度、相对湿度具有差异性,但在2个模型中的温湿度高低上体现了一致性,温度由高到低依次为石砖路面、沥青路面、裸露土壤表面;相对湿度由高到低依次为裸露土壤表面、沥青路面、石砖路面。裸露土壤表面具有相对低温高湿的特性而石砖路面则相反。【结论】绿地植被配置中乔灌草相结合的绿地优于仅包含草地的绿地,不同材质路面中裸露土壤表面具有较高的舒适度。微环境影响因素中太阳辐射强度、CO_(2)质量浓度等对冷岛效应的发挥有一定影响。

首都功能核心区城市森林公园冷岛效应评价

为了研究首都功能核心区新建小型城市森林公园缓解城市热岛效应的能力,以广阳谷城市森林公园为研究对象,基于遥感(remote sensing,RS)和地理信息系统(geographic information system,GIS)完成了2014年、2017年和2019年公园内及周边区域的地表温度反演,同时结合长期定点监测公园内外空气温湿度,分析城市森林公园内及周边冷岛效应。结果发现:广阳谷城市森林公园建成后,在园外100 m范围内有一定的降温效果。相比建成前,2017年和2019年其100 m缓冲区内热岛区域占比分别减少了4.83%和1.38%,地表平均温度比核心区分别降低了0.72℃和1.15℃,说明公园建成以来,充分发挥了冷岛作用;公园内各测点在10:00—17:00的平均温度低于对照点1.65℃,公园内部的相对湿度比对照点高2.68%;3—8月公园内各点的平均温度比对照点低0.67℃,在3月、4月、6月和7月公园内各点的平均湿度比对照点高1.82%,说明森林公园在此段时间发挥着降温增湿的作用。

粗糙冷岛宽度与布局对局地气候影响的数值研究

利用一个二维大气模式，研究粗糙冷岛宽度与布局对局地气候的影响问题。结果表明：粗糙冷岛激发的局地环流随其宽度的变化表现出３种流型——单环流型、双上升单下沉型、双环流型。存在４０～５０ｋｍ左右的临界宽度ｄｃ，当粗糙冷岛宽度ｄ＜ｄｃ时，粗糙冷岛激发的局地环流随ｄ的增加而明显增强；而ｄ＞ｄｃ时，局地环流随ｄ的增加变化不大，甚至趋向准定常。在粗糙冷岛总宽度给定的条件下，合理选择布局方案。

空冷岛全自动无人值守清洗机器人系统的设计研究

该文对直接空冷岛全自动无人值守清洗机器人系统的设计研究,并将研究成果成功应用于电厂2×660 MW空冷机组。运行效果证明,该文研究设计的清洗机器人系统性能稳定,可靠性高,消除了原有空冷岛清洗系统的技术安全隐患,使空冷岛清洗真正意义上实现设备运行的自动化和无人化,大大减少了工人的劳动强度,完全杜绝了不安全事故的发生,提高了生产效率。

大型斜顶凝汽式空冷岛安装技术

针对石化装置大型斜顶、凝汽式空冷岛的安装特点,分析安装程序和主体钢结构、风筒和风机护网、风机桥、风机和扇叶、换热管束、密封板、分隔墙、挡风墙、排汽管道及其他管道的安装技术要求,总结调试要求,达到总结指导的目的。

火力发电厂空冷岛冲洗新装置的研究与应用

火力发电厂空冷岛由于受环境、工况、使用年限等影响积灰严重,空冷凝汽器安装在空冷平台上,暴露于大气中,空气中的粉煤灰、灰尘等,沉积在空冷凝汽器的翅片管上造成热阻增大,换热能力下降,真空下降,背压升高,机组出力受限,发电效益受损。而且翅片管上的积灰含有硫酸、硝酸等化学物质,当与潮湿空气产生化学反应后,如不及时清洗,将会照成空冷凝汽器的翅片管腐蚀泄漏,采用高压水清洗空冷岛的方法,有着普遍的应用优势及经济优势。

多元化生态补偿思想下城市冷岛效应优化研究

当下城市热岛效应等生态问题愈发严重,城市绿地破碎化严重,城市生态系统连通性差,导致城市冷岛效应较弱,热岛环境问题修复难度增大。而“一刀切”增加绿地面积,无法兼顾城市经济与服务职能。文章引入多元化生态补偿思想,使用城市生态系统冷岛效应指标,优化生态补偿评估体系,使其便于准确量化,精确测定,与城市人居水平紧密联系。在生态补偿思想与冷岛效应指数基础上,提出建设用地适度扩张、合理优化城市绿地密度、土地混合使用布局等协调方案,并根据冷岛效应指标进一步优化城市生态补偿机制。文章对城市冷岛效应、人居环境舒适度提升、人与城市环境和谐可持续发展具有重要的实践意义。