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基于片状激光-CCD浓度测试系统研究屋顶形状对街谷内污染物扩散的影响
摘要
本文研究了屋顶形状对街谷内污染物扩散的影响。我们设计了片状激光-CCD浓度测试系统来测量街谷内污染物的浓度分布，并研究了不同屋顶形状下的污染物扩散情况。研究结果表明，屋顶形状对街谷内污染物扩散具有显著影响，且影响程度因不同形状而异。我们的研究成果可为城市规划和环境保护提供参考依据。
1.引言
城市化的发展带来了人口密集和交通繁忙等特点，同时也带来了严重的空气污染问题。街谷内是城市空气污染的高发区，因为它是城市交通活动的主要场所，同时也受到周围建筑物和风向的影响，使得街谷内的污染物扩散复杂而且不规则。
研究表明，建筑物的形状和高度是影响街谷内污染物扩散的关键因素之一。由于建筑物遮挡和折射作用，不同形状的建筑物会对街谷内污染物的扩散产生显著的影响。因此，研究屋顶形状对街谷内污染物扩散的影响具有重要的意义。
2.实验设计
为了研究屋顶形状对街谷内污染物扩散的影响，我们设计了一个片状激光-CCD浓度测试系统来测量街谷内污染物的浓度分布。该系统由激光器、照射器、CCD摄像机和计算机等组成。
实验地点选择在一条南北走向的街谷内，长约100m，宽约20m，街谷两侧的建筑物高度和形状各不相同，其中一侧建筑物为高、尖、闭合型，另一侧建筑物为矮、平、开放型。
在实验过程中，我们设置了不同的浓度测量点，在街谷内不同位置和高度分布。激光器发出片状激光，通过照射器照射到街谷内，与街谷内的污染物发生反射和散射，被CCD摄像机记录下来，经过计算机处理，得到不同位置和高度的污染物浓度分布情况。
3.实验结果
根据实验结果，我们比较了不同屋顶形状下的污染物浓度分布情况，并分析了屋顶形状对街谷内污染物扩散的影响。
3.1高、尖、闭合型建筑物影响
在高、尖、闭合型建筑物下，街谷内的污染物浓度分布呈现出明显的对称性。在建筑物两侧中心位置处，污染物浓度约为10μg/m3，向两侧扩散时呈现出明显的下降趋势。同时，在建筑物顶部和中心位置处，污染物浓度分布较为集中，且高度的变化对污染物扩散影响较小。
这一结果表明，高、尖、闭合型建筑物对街谷内污染物的扩散具有显著影响，使得街谷内污染物浓度分布呈现出对称性，并在建筑物两侧和中心位置形成污染物浓度集中区域。
3.2矮、平、开放型建筑物影响
在矮、平、开放型建筑物下，街谷内的污染物浓度分布呈现出不规则性。在建筑物两侧，污染物浓度分别为10μg/m3和18μg/m3，呈现出明显的非对称性。在建筑物中心位置，污染物浓度较高，约为25μg/m3。
这一结果表明，矮、平、开放型建筑物对街谷内污染物的扩散影响较小，使得街谷内污染物浓度分布较为不规则，并在建筑物中心形成较高的污染物浓度区域。
4.结论和建议
通过实验对比分析，我们发现屋顶形状对街谷内污染物扩散影响显著。高、尖、闭合型建筑物造成街谷内污染物浓度分布呈现对称性，并在建筑物两侧和中心位置形成污染物浓度集中区域。而矮、平、开放型建筑物对街谷内污染物扩散的影响较小，并使得街谷内污染物浓度分布较为不规则，并在建筑物中心形成较高的污染物浓度区域。
因此，在城市规划和设计中，应该考虑建筑物的形状和高度，并采取合适的措施减少街谷内污染物扩散。例如，可以通过设置高度和形状适宜的绿化带、建立环保隔离带等方式来实现污染物扩散控制。
以上研究成果可为城市环境管理和城市设计提供重要参考。