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城市森林林木斑块特征与降温效应的关系——以北京市城区为例

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林业科学 2021年第4期57卷 32-42页

作者：李晓婷李彤仇宽彪姜莎莎贾宝全中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木培育重点实验室国家林业和草原局城市森林研究中心北京100091 生态环境部南京环境科学研究所南京210042

【目的】城市绿地对城市热岛有显著的缓解作用,但是城市生态用地空间不断被挤压,可用于增加绿地的土地面积非常有限,如何通过合理的景观和群落结构配置来缓解城市热岛效应成为重中之重。本研究在更精细的影像分辨率尺度上探究林木斑块... 详细信息

【目的】城市绿地对城市热岛有显著的缓解作用,但是城市生态用地空间不断被挤压,可用于增加绿地的土地面积非常有限,如何通过合理的景观和群落结构配置来缓解城市热岛效应成为重中之重。本研究在更精细的影像分辨率尺度上探究林木斑块的斑块水平特征、景观配置特征以及群落组成特征对斑块降温效应的影响,以期为城市绿地的规划和管理提供依据。【方法】以北京市六环外1 km以内的城区为研究区,利用2013年9月Landsat-8 TIRS遥感影像的第10波段反演地表亮温,利用2013年8—9月0.5 m分辨率的World-view-2遥感影像提取城市森林斑块信息,基于城市森林斑块地表亮温与城区整体地表亮温的温差量化研究区域内城市森林的降温效应。然后,选取斑块面积、周长、周长面积比和形状指数4个斑块水平的景观指数,以及树冠覆盖度、平均斑块面积、斑块密度和聚集度4个景观水平的指标,探究城市森林斑块个体特征与空间配置对其降温效应的影响。同时还采取分层随机抽样法抽取398个林木斑块,进行城市森林结构抽样调查,分析城市森林群落结构与降温效应之间的关系。【结果】北京城区地表亮温平均值为29.86℃,不透水地表区域的地表亮温平均值为30.64℃,树冠覆盖面积超过1000 m2的林木斑块地表亮温平均值为28.68℃,比城区低1.18℃,比不透水地表低1.98℃。在斑块水平的4个指数中,斑块面积和周长与斑块内部地表亮温最低值显著负相关(R2值分别为0.43和0.33),斑块周长面积比以及形状指数与斑块内部地表亮温的相关性较弱,且分别为正相关(R2=0.25)和负相关(R2=0.10)。在景观水平的4个指数中,作用最强的为树冠覆盖度(R2=0.312),其次为平均斑块面积(R2=0.309),二者与林木斑块的降温效应均为正相关;斑块密度与降温效应呈非线性关系,一开始地表亮温最低值随着斑块密度的增加而升高,当斑块密度的对数值达到-4.85时,地表亮温最低值随着斑块密度的增加开始下降;聚集度与降温效应呈正相关(R2=0.15);群落结构指标与林木斑块内部地表亮温相关性整体较弱,树高与乔木株数占比与斑块内部地表亮温负相关(P降温效应强弱的核心因素,未来城市森林建设除直接规划大尺度城市森林外,还可优先在紧靠现有绿地区域的潜在绿地区种植树木,以此来增加现有林木斑块面积,同时建议优先选择生物量较大的植物,合理进行树种配置,全力提高城市绿地降温能力。

关键词：林木斑块降温能力城市森林热岛效应北京

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采空区注超临界CO_2防灭火试验研究

中国安全生产科学技术 2019年第5期15卷 117-122页

作者：孙可明罗国年王传绳辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 山西煤炭运销集团晋城有限公司山西晋城048000

为研究超临界CO_2注入采空区防灭火的规律,自主研制了产生超临界CO_2和模拟采空区遗煤自燃升温试验系统,得到了不同温压条件下超临界CO_2注入采空区前后不同监测点的温度、O_2和CO浓度变化数据信息。试验结果表明:注入采空区的超临界CO_... 详细信息

为研究超临界CO_2注入采空区防灭火的规律,自主研制了产生超临界CO_2和模拟采空区遗煤自燃升温试验系统,得到了不同温压条件下超临界CO_2注入采空区前后不同监测点的温度、O_2和CO浓度变化数据信息。试验结果表明:注入采空区的超临界CO_2发生相变,有序结构急速失序,大量吸收热量,采空区内的煤体、空气温度随时间呈线性快速下降规律,其降温能力是气态N_2的10倍;超临界CO_2在自燃发火煤体中的强渗透扩散特性,使自燃煤体快速惰化,防灭火效率高;停止注入后,小范围回温符合反二次函数特征;高压力超临界CO_2相对于低压条件,防灭火性能更佳;超临界CO_2是1种降温降氧能力显著,且输送性能优良的采空区新型防灭火材料,超临界CO_2防灭火效果优于气态N_2。

关键词：采空区残煤自燃超临界CO2 防灭火降温能力

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不同覆盖率的草地下垫面对热环境的影响研究

建筑科学 2023年第2期39卷 135-143页

作者：王文新刘一然杨燕康晓龙白璐内蒙古工业大学土木工程学院呼和浩特010051 内蒙古工业大学内蒙古自治区土木工程结构与力学重点实验室呼和浩特010051 风能太阳能利用技术教育部重点实验室呼和浩特010051

建筑微气候受到多种因素影响,下垫面作为影响建筑微气候的关键因素,合理规划下垫面对室外热环境的改善至关重要。本文以不同覆盖率的草地为研究对象,搭建了下垫面反射率综合测试装置,在室外自然环境中进行不同草地下垫面的反射率测量,... 详细信息

建筑微气候受到多种因素影响,下垫面作为影响建筑微气候的关键因素,合理规划下垫面对室外热环境的改善至关重要。本文以不同覆盖率的草地为研究对象,搭建了下垫面反射率综合测试装置,在室外自然环境中进行不同草地下垫面的反射率测量,同时检测其地表与浅层的温度变化,分析草地下垫面对周边热环境的影响机理。结果表明:裸露地表相较于草地反射率下降了50%以上,草地下垫面相较于裸露地表具有一定的降温能力,降温幅度一般在23.5%左右;草地反射率随着覆盖率的增加而降低,最大降幅仅为10.7%,而此时影响草地下垫面温度的主要因素是植物的蒸腾作用。因此随着草地覆盖率的增加,草地下垫面降温能力逐渐增加,且表面温度更加均匀,这对于提升下垫面上方热舒适性有积极作用。本研究为合理规划建筑周边下垫面提供了理论支撑。

关键词：草地下垫面覆盖率反射率热环境降温能力

建筑周边下垫面反射率对室外热环境的影响机制研究

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建筑周边下垫面反射率对室外热环境的影响机制研究

作者：杨燕内蒙古工业大学

学位级别：硕士

随着我国新农村建设进程的加快实施,科学合理性的规划建设显得尤为重要。而现阶段多处于无序的自发性低水平阶段,缺乏相关成熟的理论支撑与深入研究,不同反射率下垫面对建筑室外热环境及人员活动区的微气候会产生很大影响,农村房屋建筑... 详细信息

随着我国新农村建设进程的加快实施,科学合理性的规划建设显得尤为重要。而现阶段多处于无序的自发性低水平阶段,缺乏相关成熟的理论支撑与深入研究,不同反射率下垫面对建筑室外热环境及人员活动区的微气候会产生很大影响,农村房屋建筑周边下垫面布局混乱、室外热物理环境差等问题急需解决。基于此,本文采用实验测试的研究方法,通过查阅相关文献和发展现状以及对呼和浩特周边农村进行走访调研,以下垫面反射率为研究切入点,对农村室外热环境进行深入研究,以期为改善农村热物理环境、提升室外热舒适性提供理论支撑。本文主要开展了以下几方面研究:1、为综合分析下垫面试样反射率规律与影响因素,根据现有曲面试样反射率测量规范与方法,创建一种新型下垫面太阳反射率综合测量装置,可实现不规则表面试样反射率、目标区域下垫面浅层地温场、近地面热环境以及小气候物理环境的综合监测。通过测量得出参考板反射率,结果表明:参考板测量结果与ASTM-E1918-16标准结果误差在0-0.04之间,验证了测试方法与参考板的可靠性与准确性。2、为准确量化下垫面覆盖率及孔隙率两特征参数,采用传统的MATLAB图像处理方法进行直方图二值化等运算处理,引入五种梯度算子边缘检测,用于进一步精细化边缘识别。根据相关性与标准差验证,并结合形态学闭合运算图边缘对比,发现:Canny算子对于草地下垫面图像检测最优,对于砂石下垫面、砖质下垫面、草嵌砖下垫面孔隙率与覆盖率边缘检测识别更为精准的是Canny算子、Roberts算子与Canny算子。3、为量化农村不同反射率下垫面的太阳辐射吸收能力,揭示不同下垫面反射率的波动规律,基于ASTM标准实验平台,扩展研发出适用于呼和浩特农村典型下垫面现场反射率综合测量装置与方法,并进行室外现场分组实验,依次监测了草地、砂石、砖质、草嵌砖四种典型农村下垫面。为揭示下垫面反射率波动受特征参数的影响关系,通过精准化边缘检测识别,梯度量化每组下垫面特征参数并连续性观测反射率波动。四种下垫面反射率稳定波动区段都在11:00-15:00之间,其他时间段规律不明显。此时的太阳高度角达到峰值前后,能够更好的揭示下垫面的降温能力及造成的热环境差异。实验分析发现:草地下垫面覆盖率提高0.6,反射率降低0.0290;砂石下垫面孔隙率提高0.0482,反射率降低0.0420;砖质下垫面孔隙率提高0.1936,光谱色由浅变深,反射率降低0.0477;草嵌砖下垫面作为反射率特征规律对比试样不作特征参数分组实验。草地覆盖空间与多孔结构间的增加提高了多重反射效应,导致更多的太阳辐射被消耗于表面结构,同时偏深的下垫面光谱颜色会吸收更多的太阳辐射,故反射率降低。4、为研究下垫面反射率变化造成的室外热环境差异,通过监测目标下垫面与裸地下垫面浅层地温场以及近地面热成像阵列图进行关联性分析。研究发现,使近地面温度降低的能力上:草地＞草嵌砖＞砖质＞砂石。对于草地绿化型下垫面,提高草地覆盖率伴随着反射率的降低,反射出更少的太阳辐射但能有效降低近地面温度,与垫面光谱颜色变浅、水分子含量增多有关;对于砂石与砖质硬化型下垫面,提高表面孔隙率伴随着反射率的降低,但降低近地面温度的能力差异不大,与孔隙结构与形状多样使多重反射不规则变化有关,光谱色偏浅也有降低近地面温度的能力,但反射率偏高会引起眩光刺眼现象。综合考虑下垫面冷热均匀性、反射率与热环境关系,合理运用高反射率硬化型下垫面并合理增加低反射率绿化型下垫面将有助于提高室外热舒适性。

关键词：下垫面反射率边缘检测近地面热环境降温能力

同方学位论文库评论

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高功能捏炼机

世界橡胶工业 2009年第9期36卷 34-39页

作者：李小样

随着橡胶制品质量的提高,市场要求探索更为先进的捏炼机。这种捏炼机必须具有2大功能:(1)分散性能好,使填料均匀分散,(2)降温能力强。WD型捏炼机的轴径大于传统的D型,但它们的混合室的大小相同。结果发现,胶料在转轴环状部分产生了旋转... 详细信息

随着橡胶制品质量的提高,市场要求探索更为先进的捏炼机。这种捏炼机必须具有2大功能:(1)分散性能好,使填料均匀分散,(2)降温能力强。WD型捏炼机的轴径大于传统的D型,但它们的混合室的大小相同。结果发现,胶料在转轴环状部分产生了旋转流动。正是这种旋转流动,使WD型捏炼机具有较高的降温能力和分散性能。

关键词：捏炼机低剪切区域降温能力分散性能

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某钢厂水处理蒸发式空冷器技术改造

节能与环保 2021年第5期 109-111页

作者：陈雅露尹玲焕武汉华德环保工程技术有限公司

本文介绍了对某钢厂水处理分厂蒸发式空冷器进行技术改造的过程。由于原有系统配套蒸发式空冷器严重老化且近期主体厂产能提升,其降温能力已无法满足主体厂所需水温要求。经现场踏勘及设计计算,对蒸发式空冷器重要零部件的材质进行比选... 详细信息

本文介绍了对某钢厂水处理分厂蒸发式空冷器进行技术改造的过程。由于原有系统配套蒸发式空冷器严重老化且近期主体厂产能提升,其降温能力已无法满足主体厂所需水温要求。经现场踏勘及设计计算,对蒸发式空冷器重要零部件的材质进行比选后,更换适合现场需求的设备。改造后恢复了软水密闭系统设备降温能力,保证了主体厂正常生产情况下供水温度,同时改善了现场环境,实现节能减排。

关键词：蒸发式空冷器降温能力比选节能减排