盆地城市通风廊道营建方法研究

刘玉安　宿永昌　周振婷　夏源薇　陈海渊

【摘 要】 日趋严重的雾霾、热岛效应等气候现象逐渐成为困扰社会发展、威胁人们身心健康的重要原因，其中盆地城市首当其冲。在社会上下大力治污减霾举措中，通过调整城市生态及结构布局，打通城市通风廊道，改善城市微气候环境成为减霾、降温的可行方法之一。按照盆地城市通风廊道修建方式的研究，与国内外盆地城市前沿的设计理念结合，进行通风廊道布局特点的探讨，提出修建盆地城市通风廊道的规划和设计思路。

【关键词】 雾霾；热岛效应；景观生态；城市通风廊道

【Abstract】 The increasingly serious climate phenomena such as haze and heat island effect have gradually become an important cause of social development and threaten people's physical and mental health， among which the basin cities bear the brunt. In the society's vigorous efforts to combat pollution and reduce pollution， adjustment of urban ecology and structural layout， opening up urban ventilation corridors， and improving urban micro-climate environment have become one of the feasible methods for reducing pollution and cooling. In accordance with the study on the construction methods of urban aeration corridors in the basin， combined with the design concepts of the frontiers of the basin cities at home and abroad， the characteristics of the layout of the ventilation corridors were discussed， and the planning and design ideas for the construction of the ventilation corridors in the basin cities were proposed.

【Key words】 Haze；Heat island effect；Landscape ecology；Urban ventilation corridor

隨着城市建设的迅速发展，雾霾、热岛效应等气候现象逐渐成为困扰社会发展、威胁人们身心健康的重要原因，其中以盆地城市显现的气候问题尤为突出。

盆地城市地形相对封闭，大气逆温层和由气溶胶形成的污染物容易浮在城市上空无法及时扩散，同时影响地面空气的散热和流通。就目前科技水平而言，在无法立即改变工业结构迅速降低污染物排放的情况下，建设城市生态通风廊道，将外部的风引入城市内部，利用自然风吹走污染物，抑制雾霾天气和热岛效应的发生，成为改善城市生态环境的一种探索。

1. 盆地城市通风廊道的营建思路

根据城市气候特点，结合城市生态规划，通过城市自然山水要素整合，利用生态绿地、江河湖泊水系等具有通风排热功能的绿地系统营造城市通风廊道。对于静风频发的盆地城市来说，完全依靠外来盛行风调节城市气候是明显不够的。目前国内外针对盆地城市通风廊道的研究设计经验思路主要有以下两种：一是打开城郊边缘地带通风口，利用良好的城乡边缘结构将自然风引入城市；二是营建能产生冷空气生成区的绿色植被区，利用空气引导通道，打通城市内部微循环，改善城市局部小环境。即使在静风频发的条件下，也能促进空气局地环流，有效改善城市空气质量。

2. 盆地城市通风廊道营建的方法

2.1 城郊边缘地带通风口的营建方法。

城郊边缘地带是城市和郊区的气候过渡区，也是新鲜空气进入城市的注入口。对于盆地城市来说，充分利用城乡边缘的楔状绿地系统将新鲜空气导入城市是改善城市通风的重要措施之一。2001年王绍增等建议将风玫瑰平均瓣长放大为城市半径的2倍与城市平面图进行叠加，从而得出城郊边缘绿地系统的大致形状。2014年杨立新发表了改进意见，指出仅仅依据风玫瑰图中的“风向玫瑰图”进行绿地系统布局，而不考虑风速是不够的。仅依据风频容易造成布局结构方向性的失误。当城市风玫瑰图的主导风向与城市软微风玫瑰图的主导风向不一致时，绿地系统规划结构和布局会截然不同。软微风玫瑰图是在极坐标底图上点绘出的某一地区在某一时段内各风向出现静风和空气质量差的微风频率统计图。利用软微风玫瑰图进行城郊绿地系统规划才能够有效提高微风状态下的城市风速，降低城市污染物浓度，改善空气质量。

2.2 促发局地环流的城市冷空气生成区的营建方法。

对于盆地城市静风频发状况，局地冷空气流动是引发空气流通的重要手段。利用地表热导与热容较小的冷空气生成区在不同时段产生局部低温和局部高温的气压差，引发热力对流与气体交换，形成城市局地小气候环流，城市近郊冷空气生成区主要包括与市区紧密相连的风景游览绿地和生产防护绿地、草地、水面、上坡林地等。

近郊林地提倡混合种植阔叶树与针叶树。上坡林地是盆地城市最好的冷空气集结区，地形越陡峭，气流流速越快。城市内部冷空气生成区是一些具备气候调节功能的市区绿地。绿地规模越大，生成凉爽空气的范围就越大。研究表明面积15hm2左右的绿地降温效率最高。冷空气生成区布局时应通过空气引导通道相互连接形成网络，以加大市内绿地气候调节的有效半径，促进城内的空气流动。营建时植被应松散种植，以增强通透性，有利于夜间冷空气的生成与流动。

2.3 城市空气引导通道的营建方法。

通过城市内部的河流、道路的绿色防护带以及规划建设的通风廊道等网络作为空集流通的廊道载体，根据城市的季节风向，将城郊的冷空气输送至城市内部，使其起到调节城市气候的作用，其中河流绿色防护带调节空气质量最佳。空气引导通道不仅应将市内的线状空间（主要有江河、绿化带等）连接起来，还应串联起市内局部冷空气生成区。分散的冷空气生成空间在空气引导通道的联系下，生态效益要比相同面积的集中绿地还要大，更能发挥良好的整体通风降温效果。

3. 盆地型城市通风廊道营建的实例研究

（1）斯图加特市位于德国的内陆，属于山谷盆地类城市，常年风速微弱，一年中有一半以上的时间存在“逆温层”现象，城市空气中的污染物浓度经常达到污染的临界值。为了改善这一现状，当地相关部门研究后认为城市西南部丘陵地区对大气循环有重大影响，利用常年微弱季风带动丘陵区干净的空气进入市区是更替市区空气的唯一方法。因此在丘陵外部边缘布局放射状的城市森林系统，面积达4 949hm2，并构建了一条长达8Km，面积为200hm2的通风廊道，把斯图加特市的皇宫广场、皇宫公园、玫瑰石公园、和平花园、高地公园串联到整个绿色网络中，因为生态通风廊道规划设计合理，把原本气候环境恶劣的城市变为闻名全世界污染防治模范城市。

（2）旭川市位于日本北海道中部的上川盆地。该市被山峦环绕，全年的风力较弱，空气质量恶化成了阻碍城市发展的主要问题。为了处理此类问题，旭川市相关部门实施了风道计划。首先利用绿化带分割热岛，将市区内的神乐冈、常磐公园作为较大的冷空气生成区，整合市内较小的城市街头绿地、花园等作为冷空气的有效补充区。但是缓解热岛效应不能仅靠城市绿地的调节，旭川市实施了街区内河流和周围绿化的连接工程。拆除阻挡通风廊道的大型障碍物，保证风道的畅通无阻。

（3）斯图加特和旭川市的“风道计划”采用的是打开城市风口以及将冷空气生成区进行有效串联的方法，对我国盆地城市通风廊道的营建具有良好的借鉴意义。

4. 结语

随着人们生活水平的不断提高，城市雾霾和热岛效应等城市气候恶化带来的民生问题越来越引起人们的关注。城市通风廊道利用物理方式促进城市通风进而缓解城市污染问题，成为城市气候调节的一种新思路。盆地城市通风廊道研究是一项复杂的课题，需要通过建筑与规划、气象与地理信息系统、环境污染控制和景观生态等多学科的交叉研究与协作。盆地城市通风廊道营建研究可以有效地改善城市生态环境，并为盆地城市生态环境规划、管理决策和政策措施提供科学理论依据。

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[文章编号] 1619-2737（2018）01-15-610