消减颗粒物空气污染的城市绿色基础设施多尺度模拟与实测研究

Particulate air pollution is a serious challenge confronting global developing countries of rapid urbanization, it is also a major bottleneck of the construction of our country’s “harmonious society” and “Beautiful China”. In recent years, the rise of urban green infrastructure has become one of the effective ways to reduce particulate matter..The study focuses on the urban scale and block scale mainly through multi-scale collaborative simulation and field monitoring. On the one hand, we analyze urban green infrastructure’s type unit and network structure, on the other hand, we explore their ability to reduce particulate air pollution. Then the study considers the abatement ability as a new dimension brought into multi scale simulation model such as WRF of urban scale and CFD of block scale..According to our country’s city characteristic of high density, the study results put forward urban green infrastructure planning and designing guidelines to slow down particulate air pollution theoretically. Meanwhile, the research of multi-scale simulation tools are helpful to predict the scenario and optimize the plan. Numerical simulation with the WRF is used to guide the optimization of urban master planning and green space system planning, and numerical simulation with the CFD is used to the control of regulatory detail planning or urban design.

颗粒物空气污染是全球快速城镇化国家共同面临的严峻挑战，也是我国“和谐社会”与“美丽中国”建设的重大制约瓶颈。近年来城市绿色基础设施的兴起成为消减空气颗粒物的有效途径之一。.研究主要通过多尺度协同模拟与实地监测的方法，重点聚焦于城市尺度与街区尺度。一方面解析城市绿色基础设施的类型单元与网络结构，另一方面探索它们消减颗粒物空气污染的能力。研究进而将这些消减能力作为一种新维度，补充纳入城市尺度的WRF与街区尺度的CFD等多尺度模拟模型。.研究成果针对我国高密度的城市特性，理论上提出减缓颗粒物空气污染的城市绿色基础设施规划与设计指南。同时研究生成的多尺度模拟工具，有助于规划设计的情景预测与方案优化。城市尺度的WRF数值模拟指导总体规划与绿地系统规划的方案优化，街区尺度的CFD数值模拟运用于控制性详细规划、城市设计等规划管控。

颗粒物空气污染是全球快速城镇化国家共同面临的严峻挑战，也是我国“健康中国”与“美丽中国”建设的重大制约瓶颈。世界卫生组织（WHO）将改善城市空气质量列为健康城市的核心标准之一。目前，空气污染导致的死亡占全世界死亡总数的1/9，是我们面临的最大环境健康危机。绿色植物对空气中的颗粒物具有拦截、捕捉、吸附、沉降、冲淡等功能，但园林绿地整体减缓颗粒物效果缺乏科学量化研究，更缺乏对规划设计的指导应用。.本项目重点聚焦于城市尺度与街区尺度。一方面通过高清遥感影像解译获取城市绿色基础设施的数量与形态数据，另一方面基于国家设置环境监测点的长期实测、遥感反演、ENVI-met模拟等不同方法获取颗粒物数据。一边解析城市绿色基础设施的类型单元与网络结构，另一边探索它们消减颗粒物空气污染的能力。.研究发现城市绿色基础设施在数量多少与形态差异等方面影响颗粒物空气污染水平的关键性指标。研究成果针对我国高密度的城市特性，理论上疏理出城市空间规划设计视角下可以有效缓解大气颗粒物污染的空间策略，并从定性到定量总结出绿色基础设施各类指标与颗粒物消减的关系，从而提出系列以消减颗粒物为导向的城市规划设计空间策略，丰富绿色基础设施规划设计理论的新维度，有利于城市绿色基础设施网络的优化与实践。.项目产生了丰富的研究成果，发表期刊论文数量基本是申请书中预期研究成果的3倍。研究成果直接与规划设计需求对接，可以应用于规划设计方案评估中。其中在街区尺度的核心研究成果，获得2020年度美国风景园林师协会（ASLA）专业组研究类的荣誉奖，为当年全球获奖的3个研究成果之一。