بررسی پراکنش آلودگی در دره‌های شهری با رویکرد جهت‌گیری باد و استقرار درختان: نمونه موردی، بافت شهری اصفهان

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

سید حسین حسینی ¹ , پویا بختیاری ² , نازنین نصرالهی ³

1 - دانشیار مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران. *(مسوول مکاتبات)
2 - کارشناسی ارشد انرژی معماری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران.
3 - دانشیار انرژی معماری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران.

تاریخ دریافت : 1394/01/01 تاریخ پذیرش : 1395/02/01 تاریخ انتشار : 1398/02/01

کلید واژه: آلودگی, دره‌های شهری, درختان, نسبت ارتفاع به عرض, جهت گیری باد,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: پوشش گیاهی که عموما در طراحی شهری مورد استفاده قرار می‌گیرد، تاثیر به‌سزایی بر کیفیت هوای معابر دارد. از این‌رو برنامه ریزان باید از میزان و چگونگی تاثیر درختان و پوشش گیاهی آگاه باشند. اصفهان یکی از کلان شهرهای ایران است که به رغم دارا بودن پوشش گیاهی زیاد در سطح این شهر، خیابان‌های آن با مشکل آلودگی روبه‌رو هستند. در این تحقیق بررسی پراکنش آلودگی در دره‌های شهری با هدف ارزیابی الگوی بهینه مدل کیفی کاهش آلودگی انجام پذیرفته است. روش بررسی: جهت بررسی تاثیر پوشش گیاهی بر سطح آلودگی در دره‌های شهری از نرم افزار مدل‌سازی سه بعدی با نام ENVI-met با بررسی مدل کیفی هوای محلی و خرده اقلیمی بر پایهCFD -مکانیک سیالات محاسباتی- استفاده شده است. در ابتدا یک نمونه واقعی مطالعاتی برداشت میدانی شده است و در نهایت مدل ساده‌تری از منطقه انتخاب شده و شبیه‌سازی می‌‌شود. یافته‌ها: پارامتر‌های مختلفی از جمله نسبت ارتفاع به عرض در دره‌های شهری، سطح تراکم درختان، محل قرار‌گیری درختان در معابر و فاصله درختان از هم مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. بحث و نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از تحقیق نشان می‌دهند که افزایش سرعت باد در دره‌های شهری با عمق کم در سطح پایین‌تری قرار دارد و زمانی که در دره‌های شهری موانع طبیعی از جمله درختان حضور نداشته باشند سطح آلودگی کاهش می‌یابد زیرا در این حالت باد باز هم سرعت بیش‌تری دارد. زمانی که درختان در خط مرکزی دره شهری مابین مسیرهای حرکتی قرار می‌گیرند، آلودگی و فاصله درختان نسبت به هم رابطه معکوس داشته و هرچه فاصله درختان بیش‌تر شود سطح آلودگی کم‌تر می‌گردد، به عبارتی تاج پوشش درختان هرچه کم‌تر باشد، آلودگی کم‌تر در زیر تاج درختان محبوس می‌گردد و غلظت آلودگی کاهش می‌یابد.

چکیده انگلیسی:

  Background and Objective: Vegetation that is commonly used in urban design has a significant impact on air quality in the urban canyons. Thus, planners should be aware of vegetation impacts. In Isfahan metropolis, though vegetation covers a considerable portion of the city, the streets are encountered with pollution problems. In this study, distribution of pollution in urban canyons is evaluated using an optimal model for pollution reduction. Method: A three-dimensional modeling software called ENVI-met along with local and sub-climatic air quality model based on CFD-computational fluid dynamics- is used to study the influence of vegetation on pollution level in urban canyons. In this study, first a sample of real field and next a simpler version of the selected area are simulated. Findings: Different parameters such as height to width ratio in urban canyons, density of trees, location of trees in the streets and gaps between the trees are evaluated. Conclusion: The obtained results show that the increase of wind velocity in the shallow valleys is at the the lower level and the absence of natural obstacles such as trees reduces the level of pollution due to the high velocity of wind at this condition. When trees are located in the center of urban canyons, pollution and tree distances are inversely correlated and pollution level reduces by increasing the distance between the trees. In the other words, the pollution that is caught by the tree canopies decreases with the reduction in tree canopies.

منابع و مأخذ:

 

1. Di Sabatino, S., Buccolieri, R., Pulvirenti, B., Britter, R.E., 2008. Flow and pollutant dispersion in street canyons using FLUENT and ADMS-Urban. Environ Model Assess, Vol. 13, pp. 369-381.


2. Vos, P.E.J., Maiheu, B., Vankerkom, J., Janssen, S., 2013. Improving local air quality in cities: to tree or not to tree? Environ Pollut, Vol. 183, pp. 113-122.


3. Thomas, A.M., Pugh, A., MacKenzie, R., Whyatt, J.D., Hewitt, C.N., 2012. Effectivenessof green infrastructure for improvement of air quality in urban street canyons. Environ Sci Technol, Vol. 46, pp. 7692-7699.


4. Buccolieri, R., Salim, S.M., Leo, L.S., Di Sabatino, S., Chan, A., Ielpo, P., 2011. Analysis of local scale tree-atmosphere interaction on pollutant concentration in idealize street canyons and application to a real urban junction. Atmos Environ, Vol. 45, pp. 1702-1713.


5. Wannia, A., Bruse, M., Blond, N.,Weber, C., 2012. Analysing the influence of different street vegetation on traffic-induced particle dispersion using micro scale simulations. J Environ Manag, Vol. 94, pp. 91-101.


6. Li, J., Zhan, J., Li, Y.S., Wai, W.H.O., 2013. CO2 absorption/emission and aerodynamic effects of trees on the concentrations in a street canyon in Guangzhou. China Environ Pollut, Vol. 177, pp. 4-12.


7. Salmond, J.A., Williams, D.E., Laing, G., Kingham, S., Dirks, K., Longley, I.,Henshaw, G.S., 2013. The influence of vegetation on the horizontal and vertical distribution of pollutants in a street canyon. Sci Total Environ, Vol. 443, pp. 287-298.


8. Vranckx, S., Vos, P., Maiheu, B., Janssen, S., 2015. Impact of trees on pollutant dispersion in street canyons: A numerical study of the annual average effects in Antwerp, Belgium. Sci Total Environ, Vol. 532, pp. 474–483


9. Bruse, M., 2007. ENVI-met implementation of the gas/ particle dispersion and deposition model PDDM. www.Envi-met.com.


10. Bruse, M., 2007. Particle Filtering Capacity of Urban Vegetation: a microscale numerical approach. Environmental Modelling group,INST. Geography.university of Mainz, 1-6.


11. Karra, S., Malki-Esphtein, L., Neophyton, M., 2011. The Dispersion of Traffic Related  Pollutants Across a non Hemogeneous Street Canyin. Environ Sci, Vol. 4, pp. 25-34 . 


12. Wania, A., Bruse, M., Blond,N., Weber,C.H., 2012. Analysing the influence of different street vegetation on traffic-induced particle dispersion using microscale simulations.  J Environ Manage, Vol. 94, pp. 91-101


13. Perini, K., Magliocco, A., 2014. Effects of vegetation, urban density, building height, and atmospheric conditions on local temperatures and thermal comfort, Urban For Urban Gree, Vol. 13, pp. 495–506.


14. Bruse, M. Simulating microscale climate interactions in complex terrain with a high resolution numerical model: a case study for the Sydney CBD area. in Proceedings of International Conference on Urban Climatology & International Congress of Biometeorology, Sydney, Australia. 1999


15. Lin, T. P. (2009). Thermal perception, adaptation and attendance in a public square in hot and humid regions. Build Environ, Vol. 44, pp. 2017-2026


16. Yang, X., Zhao, L., Bruse, M., Meng, Q., 2013. Evaluation of a microclimate model for predicting the thermal behavior of different ground surfaces. Build Environ, Vol. 60, pp. 93-104


17. Isfahan’s Meteorological Organization. (In Persian)