Қалалық каньон - Urban canyon

Қалалық каньон 42-ші көше, Мидтаун Манхэттен, Нью-Йорк қаласы
Бірдей Манхэттен ішінен көрінеді, көптеген ғимараттар жолдың енінен әлдеқайда биік

Ан қалалық каньон (сонымен бірге а көше каньоны) - бұл көшенің екі жағындағы ғимараттармен қоршалған а каньон - этимологиялық тұрғыдан дамыған орта сияқты Батырлар каньоны жылы Манхэттен. Адамдар тұрғызған мұндай каньондар, әсіресе, көшелер құрылымдардың тығыз блоктарын бөлген кезде жасалады зәулім ғимараттар. Басқа мысалдарға Керемет миль Чикагода, Лос-Анджелесте ' Уилшир бульвары дәліз, Торонто Қаржы ауданы, және Гонконгтікі Коулун және Орталық аудандар.

Қалалық шатқалдар әр түрлі жергілікті жағдайларға әсер етеді, соның ішінде температура, жел, жарық, ауа сапасы, радионы қабылдау, соның ішінде спутниктік навигация сигналдар.

Геометрия және классификация

Ең дұрысы қалалық каньон - бұл жолдың екі жағында биік, үздіксіз ғимараттары бар салыстырмалы түрде тар көше. Бірақ қазір қалалық каньон термині кеңірек қолданылады, ал көше каньонының геометриялық бөлшектері оларды санаттарға бөлу үшін қолданылады. Көше каньоны туралы ең маңызды геометриялық деталь каньон биіктігінің (H) каньонның еніне (W), H / W қатынасы болып табылады, ол арақатынасы. Кадрлардың арақатынасының мәнін көше каньондарын келесідей жіктеу үшін пайдалануға болады:[1]

  • Тұрақты каньон - арақатынасы ≈ 1 және каньон қабырғаларында үлкен саңылаулар жоқ
  • Авеню каньоны - арақатынасы <0,5
  • Терең каньон - арақатынасы ≈ 2

Жоғарыда көрсетілгендердің әрқайсысының кіші жіктелуін көше каньонының ұзындығы (L) ретінде анықталған көше бойындағы екі үлкен қиылыстың арақашықтығына байланысты жасауға болады:

  • Қысқа каньон - L / H ≈ 3
  • Орташа каньон - L / H ≈ 5
  • Ұзын каньон - L / H ≈ 7

Тағы бір классификация каньон симметриясына негізделген:

  • Симметриялық (немесе тіпті) каньон - каньонды жасайтын ғимараттар шамамен бірдей биіктікке ие;
  • Асимметриялық каньон - каньонды жасайтын ғимараттардың биіктік айырмашылықтары айтарлықтай.

Тағы бір нақты түрі:

  • көтерілу каньоны - жел ғимаратының биіктігі жел ғимаратының биіктігінен аз болатын көше каньоны.

Көше каньонының жергілікті жел мен ауа сапасына әсері каньонның әртүрлі геометриялары бойынша айтарлықтай ерекшеленуі мүмкін және бұл туралы төмендегі бөлімдерде егжей-тегжейлі қарастырылады.

Қалалық каньондарды зерттеу кезінде ескерілетін басқа да маңызды факторлар ауа көлемі, каньонға бағытталуы (солтүстік-оңтүстік, шығыс-батыс және т.б.) және аспан көрінісі факторы болып табылады. Ауа көлем көше каньонына екі жақтағы қабырғалардың рөлін атқаратын ғимараттардағы ауа, төменгі шекара және шатыр деңгейіндегі ойдан шығарылған жоғарғы шекара шатқалдың «қақпағы» деп аталады.

Аспан көрінісі коэффициенті (SVF) жазықтық беті мен бүкіл жарты шардың сәулеленетін ортасынан алынған сәулеленудің арақатынасын білдіреді[2] және жерден көрінетін аспан бөлшегі ретінде есептеледі. SVF - бұл 0-ден 1-ге дейінгі өлшемсіз мән, аспан толығымен көрінеді, мысалы, тегіс жерлерде. Орналасқан жерде ғимараттар мен ағаштар болса, бұл ҚТҚ пропорционалды түрде төмендеуіне әкеледі.[3]

Әсер

Сипаттамаларының модификациясы атмосфералық шекаралық қабат көше каньонының болуымен көше каньоны эффектісі деп аталады. Жоғарыда айтылғандай, көше шатқалдары әсер етеді температура, желдің жылдамдығы және жел бағыты және, демек, ауа сапасы каньон ішінде.

Температура

Қалалық шатқалдар ықпал етеді қалалық жылу аралы әсер. Каньон ішіндегі температураны 2-4 ° C көтеруге болады. Температуралық құбылыстарды зерттеу қарастырылады сәулелену, түсу бұрышы, альбедо, эмиссия, температура және SVF. Қалалық каньондар жоғары қуыстар үшін тез салқындатылады, өйткені ғимараттарда сақталған жылуды сіңіру үшін көбірек аспан бар. Төмен SVF кезінде каньон күндіз көп жылуды сақтай алады, түнде жоғары жылу шығарады. Нуньес пен Оке жүргізген зерттеу жазғы ауа-райында ендіктердегі қалалық каньондағы энергия алмасуды зерттеді.[3] Зерттеу көрсеткендей, каньон ішіндегі әр түрлі уақыттағы беткі энергия мөлшері каньонның геометриясына және бағдарына байланысты. Солтүстік-оңтүстік бағыттағы каньондарда еденнің ең белсенді энергетикалық аймақ екендігі анықталды. Мұндай каньонда күндізгі сәулеленген профициттің 30% каньон материалдарында (ғимараттарда) сақталады. Түнде радиациялық тапшылыққа (күн радиациясының жетіспеуін) каньон материалдарында жинақталған энергияның бөлінуі қарсы тұрады. Бұл құбылыс қалалық жылу аралының әсеріне үлкен ықпал етеді.

Жел

Көше шатқалдары желдің жылдамдығын да, бағытын да өзгерте алады. Тік желдің жылдамдығы каньонның шатыр деңгейінде нөлге жақындайды. Шатыр деңгейінде ығысу өндірісі мен диссипациясы жоғары, ал ғимарат биіктігінде мықты жұқа ығысу қабаты жасалады.[4] Турбуленттік кинетикалық энергия жел қайшысының күштілігі салдарынан жел ғимаратына қарағанда төмен жел ғимаратының жанында жоғары. Алынған каньон ішіндегі ағындар көше бағытына қатысты желдің бағытына байланысты.

Шатқалға параллель жел

Төбенің деңгейі / желдің бағыты көшеге параллель болғанда, каньонизация әсері желдің каньон арқылы бағытталуы және үдеуі байқалады. Көше ені біркелкі емес жерлерде а Вентури әсері желдер желдің үдеуін одан әрі күшейтіп, кішкене саңылаулар арқылы ағып жатқанда көрінеді.[5] Екі әсер де түсіндіріледі Бернулли принципі. Қысқа және ұзын шатқалдар үшін көше бойындағы жел мен көлік айтарлықтай өзгеше болуы мүмкін, өйткені бұрыштық құйындар қысқа каньондарда күшті әсер етеді.[6]

Каньонға перпендикулярлы жел

Төбенің деңгейі / желдің бағыты көшеге перпендикуляр болған кезде, тігінен айналатын жел ағыны көше шатқалдары ішінде орталықтандырылған бастапқы құйындымен жасалады. Кадрлардың арақатынасына сүйене отырып, көше каньондарында әртүрлі ағын режимдері анықталады. Аралық арақатынасының өсу реті бойынша бұл ағын режимдері: оқшауланған кедір-бұдыр ағыны, ояту интерференция ағыны және сырғанау ағыны.[7] Жасалған құйындардың жалпы саны және олардың қарқындылығы көптеген факторларға байланысты. Оқшауланған көше каньондары үшін жасалған сандық модельдік зерттеулер каньонның арақатынасы өскен сайын құйындылардың саны көбейетінін көрсетті. Бірақ желдің айналасындағы жылдамдықтың критикалық мәні бар, оның үстіне құйындардың саны мен өрнегі арақатынасқа тәуелді болмайды.[8]

(A) оқшауланған кедір-бұдырлар ағыны мен (b) көше каньонындағы скиминг ағыны режимдерін салыстыру (Оке, 1988 ж. Кейін)

Сандық және желдік туннельді зерттеулер көрсеткендей, арақатынасы = 0,5 болатын симметриялы каньондар үшін ғимарат қабырғасының жанында жер деңгейіндегі екінші құйынды көруге болады. ≥ 1.4 арақатынасы бар симметриялы каньондар үшін желдің жақ бүйіріндегі ғимарат қабырғасының жанында жер деңгейінің әлсіз екіншілік құйынды, ал арақатынаста ≥ 2 қосалқы құйынды бастапқы құйынның дәл астында көрінеді.[8][9] Асимметриялы және үдемелі каньондарда қайталама құйындардың пайда болуы жиірек болуы мүмкін. Жел тоннелін зерттеу көрсеткендей, ғимарат қысқа болатын көтерілу каньонында а тоқырау нүктесі биік ғимараттың жел жағында анықтауға болады. Бұл тоқырау нүктесінен төмен орналасқан аймақ өзара әрекеттесу аймағы деп аталады, өйткені бұл аймақтағы барлық ағындар көше каньонына қарай төмен қарай жылжиды. Каньон ішіндегі құйынды ағындардың сипаттамалары каньонның екі жағындағы ғимараттардың биіктік қатынасына қатты тәуелді. Салқындаған ғимарат үшін H биіктігіг. ғимараттың биіктігі H-ге қарсысен коэффициенті 3, бірыңғай бастапқы құйын байқалды. Бірақ H үшінг./ Hсен= 1.67, қарсы айналмалы құйындар каньонның бүкіл тереңдігін алып кете алады.[10]

Бұл қайта айналым ағынының беріктігіне әсер ететін басқа факторлар - бұл қозғалысқа байланысты турбуленттілік және ғимараттардың шатыр формалары. Физикалық модельдік зерттеулер көрсеткендей, екі жақты трафик каньонның төменгі жартысындағы турбуленттілікті күшейтеді және шатқалдың екі жағында орналасқан шатыр турбулентті өндірістің негізгі аймағын төменгі ағысқа ауыстырады және каньон ішіндегі қайта айналым ағынының қарқындылығын төмендетеді. .[11]

Скимминг ағыны режимінде, желдің орташа бағыты көшеге перпендикуляр болған кезде көше каньонының ішіндегі жел құйыны жасалады (Оке, 1988 жылдан кейін)

Осы перпендикулярлы жел жағдайында, негізінен көше деңгейінде, каньонның әр шетінде көлденең айналатын бұрыштық / шеткі құйындар жасалады. Бұл бұрыштық құйындардың горизонтальды мөлшері каньонның әр басында әр түрлі болады және бұл қиылыстардағы беткі деңгейдегі желдің күрделі өрнектерін тудырады. Далалық тәжірибелер бұдан әрі бұрыштық құйындылар каньонның бүкіл тереңдігінде кеңейе алатындығын, бірақ көлденеңінен биіктігіне қарай өзгеретіндігін көрсетті.[12]

Көше каньонының көрші аймағының құрылымы; мысалы, көшедегі каньондар қатары, ағын өрісіне күрделілік қосады.

Жоғарыда аталған барлық нәтижелер қыздыру әсер етпейтін жағдайларға арналған. Сандық модельдік зерттеу көше каньондарының беткі қабаты қызған кезде құйынды ағынның сипаттамаларын өзгертетіндігін көрсетті. Әр түрлі беттерді жылыту; желдің алдыңғы қабырғасы, желдің төменгі жағы, шатқалдың едені, құйынды ағынды әр түрлі тәртіпте өзгертеді.[8]

Ауа сапасы

Көше каньонының болуы арқылы температура мен желдің өзгеруі көше шатқалының ішіндегі ауа сапасына әсер етеді. Орташа желдің бағыты көшеге параллель болған кезде, жоғарыда сипатталған каннелизация және Вентури эффектілері көше каньонының ішіндегі ластаушы заттардың дисперсиясын күшейтеді. Бұл көбінесе ауаны ластаушы заттарды «тазарту» үшін әрекет етеді[5] көше каньоны ішіндегі ауа сапасын арттыру. Бірақ ауаны ластаушы көздер желде болған жағдайда, желдер ластаушы заттарды көзден алыс орналасқан желге тасымалдауы және желдің сапасыздығына ықпал етуі мүмкін.

Желдің орташа бағыты көшеге перпендикуляр болған кезде, каньон ішінде пайда болған құйынды ағын ауа ағынын шектейді, ластайтын заттардың дисперсиясын азайтады және көше каньоны ішіндегі ластану концентрациясын жоғарылатады. Каньон ішіндегі жергілікті көзден ластану, сондай-ақ канонға желдің орташа ағынынан ластану құйынды ағынмен жүзеге асырылады және каньон ішінде қайта айналады. Қалалық ортада автомобильдің қалдық түтіктерінің шығарындылары көптеген ауаны ластайтын заттардың негізгі көзі болып табылады ультра жұқа бөлшектер, ұсақ бөлшектер, Көмір қышқыл газы, NOx. Көшеде пайда болған бұл ластану шөгінділері жер үсті деңгейінде құйын ағынымен каньонның төменгі жағына қарай итеріліп, беткі деңгейдегі ластану концентрациясын едәуір жоғарылатады. артқы жағында салыстырғанда көшенің желге қарсы жағы. Шатқалдың төменгі бөлігіндегі қайталама құйындар әрі қарай жүре отырып, ластайтын заттардың тоқырауына әсер етуі мүмкін; арнайы жағында. Бір далалық зерттеуде бөлшектердің ультра жіңішке концентрациясы төрт есе жоғары екендігі айтылған левард салыстырғанда бүйірлік тротуар желге қарсы жағы.[13]

GPS сигналын қабылдау

GPS қабылдағыштарын биік ғимараттары бар көше каньондарында қолданғанда, көлеңкеде және көп жол әсерлер GPS сигналының нашар қабылдануына ықпал етуі мүмкін.[14]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Вардулакис, Сотирис; Бернард Е.А. Фишер; Кулис Перикл; Норберт Гонсалес-Флеска (2003). «Көше каньондарындағы ауа сапасын модельдеу: шолу» (PDF). Атмосфералық орта. 37 (2): 155–182. Бибкод:2003AtmEn..37..155V. дои:10.1016 / s1352-2310 (02) 00857-9.
  2. ^ Уотсон, И. Дж. Джонсон (1987 ж. Наурыз - сәуір). «Қалалық ортадағы аспанды көру факторларының графикалық бағасы». Климатология журналы. 7 (2): 193–197. Бибкод:1987IJCli ... 7..193W. дои:10.1002 / joc.3370070210.
  3. ^ а б Нуньес, М; Т.Р.Оке (1977). «Қалалық каньонның энергетикалық балансы». Қолданбалы метеорология журналы. 16 (1): 11–19. Бибкод:1977JApMe..16 ... 11N. дои:10.1175 / 1520-0450 (1977) 016 <0011: teboau> 2.0.co; 2. hdl:2429/35946.
  4. ^ Лиен, Ф.С .; Э. Ии; Ю.Ченг (2004). «Жоғары ажыратымдылықтағы CFD және үлестірілген қарсыласу тәсілін қолдана отырып, 2D ғимарат массиві бойынша орташа ағын мен турбуленттілікті модельдеу». Жел инженериясы және өндірістік аэродинамика журналы. 92 (2): 117–158. дои:10.1016 / j.jweia.2003.10.005.
  5. ^ а б Спирн, Энн Уистон (маусым 1986). «КӨШЕ-ДЕҢГЕЗІНДЕГІ АВА САПАСЫ: ҚАЛА ДИЗАЙНЫНЫҢ СТРАТЕГИЯЛАРЫ». Дайындалды: Бостонды қайта құру мекемесі.
  6. ^ Кастнер-Клейн, П; Е.Федорович; M. W. Rotach (2001). «Қалалық көше каньондарындағы ұйымдастырылған және турбулентті ауа қозғалыстарын жел-туннельді зерттеу». Жел инженериясы және өндірістік аэродинамика журналы. 89 (9): 849–861. CiteSeerX  10.1.1.542.6044. дои:10.1016 / s0167-6105 (01) 00074-5.
  7. ^ Oke, TR (1988). «Көше дизайны және қалалық шатырлы климат». Энергия және ғимараттар. 11 (1–3): 103–113. дои:10.1016/0378-7788(88)90026-6.
  8. ^ а б c Ким, Дж. Дж .; Дж. Дж. Байк (1999). «Қалалық көше каньондарындағы ағынға және ластаушы заттардың дисперсиясына жылу әсерін сандық зерттеу». Қолданбалы метеорология журналы. 38 (9): 1249–1261. Бибкод:1999JApMe..38.1249K. дои:10.1175 / 1520-0450 (1999) 038 <1249: ansote> 2.0.co; 2.
  9. ^ Ковар-Панскус, А (2002). «Геометрияның қалалық көше шатқалдарындағы орташа ағымға әсері - жел-туннельдік тәжірибелер мен сандық модельдеуді салыстыру». Қалалық ауа сапасы - соңғы жетістіктер, материалдар: 365–380.
  10. ^ Аддепалли, Багират; Пардыяк Эрик Р. (2013). «Көтерілетін көше каньондарындағы ағын құрылымын зерттеу - орташа ағын және турбуленттік статистика». Шекаралық деңгейдегі метеорология. 148 (1): 133–155. Бибкод:2013BoLMe.148..133A. дои:10.1007 / s10546-013-9810-5.
  11. ^ Кастнер-Клейн, П; Р.Беркович; Бриттер (2004). «Көше сәулетінің көше каньондарындағы ағын мен дисперсияға әсері». Метеорология және атмосфералық физика. 87 (1–3): 121–131. Бибкод:2004 КАРТА .... 87..121K. дои:10.1007 / s00703-003-0065-4.
  12. ^ Пол, С.У .; М.Броун (мамыр 2008). «Көше каньонының соңындағы ағынның үлгілері: 2003 ж. Бірлескен қалалық қалалық тәжірибедегі өлшеулер». Қолданбалы метеорология және климатология журналы. 47 (5): 1413. Бибкод:2008JApMC..47.1413P. дои:10.1175 / 2007JAMC1562.1.
  13. ^ Пиржола, Л .; Лахде, Т .; Ниеми, Дж .; Коуса, А .; Рёнкё Т .; Карьялайнен, П .; Кескинен, Дж .; Фрей, А .; Хилламо, Р. (2012). «Жылжымалы зертханасы бар қалалық микроортадағы трафик шығарындыларының кеңістіктік және уақыттық сипаттамасы». Атмосфералық орта. 63: 156. Бибкод:2012AtmEn..63..156P. дои:10.1016 / j.atmosenv.2012.09.022.
  14. ^ MISRA, P., P. ENGE (2006). Дүниежүзілік позициялау жүйесі: сигналдар, өлшемдер және өнімділік, екінші басылым. Линкольн (MA), АҚШ: Ganga-Jamuna Press.CS1 maint: бірнеше есімдер: авторлар тізімі (сілтеме)