街廓濃度擴散特性

-2 0 2

rms: 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.2

圖 3-40 3X3 街廓之街地風環境數值模擬，紊流強度之等值分佈；

S/H=0.5 資料來源: 本計畫實驗數據整理

第三節 街廓濃度擴散特性

都市地形之大氣邊界層通過建築物群以橫列縱列各三組 3 X 3 構成之街廓，

而污染排放源位於第一排建築物模型前方 H 距離處(H 為建築物高度)，以連續排 放氣懸性追蹤氣體，而排放源高度分別與建築物同高(H)。在前述條件下進行量 測分析街廓建築物週圍環境污染擴散之濃度分佈情形。實驗量測主要依據前章所 建置之實驗系統與技術以及實驗佈置，據以量測平均濃度場，並分析相關擴散特 性。排放源出口高度平均風速 U=4.3m/s，排放源之排放流量(discahrge flow rate)Q=5.942×10^-5(kg/s)，排放源口徑 D=0.0042m，排放源高度 H=0.3m。

實驗中所量測到平均濃度值 C，將採用排放源初始濃度 C 為參考濃度

散尺度

σ

_y，該擴散尺度代表污染在該水平方向之擴散範圍尺度大小。 平向濃度分佈呈現近似高斯分佈(Gaussian distribution)。

圖 3-41 在高度 Z/H=0.5，沿下游距離之各街谷之水平向濃度 剖面變化；S=H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

將各街谷之濃度剖面進行統計分析，求得水平擴散尺度。圖 3-42 所顯 示為沿著街廓中心軸線(Y/H=0)在高度 Z/H=0.5，往下游距離之各街谷之水平 擴散尺度 sigma(y)變化。該圖結果呈現在沿著街廓中心軸線(Y/H=0)在高度 Z/H=0.5，由第一個街谷(X/H=2.5)至第二個街谷(X/H=4.5)，水平擴散尺度 增加；再往下游第三個街谷(X/H=7)，水平擴散尺度則幾乎不增加。亦即在 第二街谷處污染擴散範圍最大。

圖 3-42 沿著街廓中心軸線(Y/H=0)，在高度 Z/H=0.5，往下 游距離之各街谷之水平擴散尺度變化；S=H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

圖 3-43 為在高度 Z/H=0.5，沿下游在街廓之等濃度分佈變化。沿著 Y/H=-1.5 與 1.5 處各街谷呈現較高濃度聚集現象。

等值濃度分佈變化示如圖 3-44。沿著 Y/H=-2 處第一排建築物後方，該區街道呈

向濃度分佈呈現近似高斯分佈(Gaussian distribution)。

圖 3-45 在高度 Z/H=1，沿下游距離之各街谷之水平向濃度剖 面變化；S=H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

圖 3-46 所顯示為沿著街廓中心軸線(Y/H=0)在高度 Z/H=1，往下游距離 之各街谷之水平擴散尺度 sigma(y)變化。該圖結果呈現在沿著街廓中心軸線 (Y/H=0)在高度 Z/H=0.5，由第一個街谷(X/H=2.5)至第二個街谷(X/H=4.5)，

水平擴散尺度稍稍增加；再往下游第三個街谷(X/H=7)，水平擴散尺度則略 降低。亦即在第一街谷與第二街谷處污染擴散範圍較大。

圖 3-46 沿著街廓中心軸線(Y/H=0) 在高度 Z/H=1，往下游距 離之各街谷之水平擴散尺度變化；S=H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

圖 3-47 為在高度 Z/H=1，沿下游在街廓之等濃度分佈變化。濃度分佈顯 示沿街廓中心軸線，濃度往下游逐漸擴散。在此建築物高度處 Z/H=1，等濃 度值 C/C⁰=0.25 範圍涵括三棟建築與兩個街谷。

當迫近流場風向與街廓交角改變為 45^O時，圖 3-48 顯示在高度 Z/H=1，沿街 廓下游之等值濃度分佈變化。沿著街廓左側(Y/H=1)處街谷，在第二排建築物之 間街道，該區街道呈現較高濃度聚集現象。

-wind

0.12

0.144

0.12

0.12

圖 3-48 在高度 Z/H=1，沿下游之街廓等值濃度分佈變化；

0 0.2 0.3 0.4 0.5 0

0.5 1 1.5 2

2.5

^S/H=1X/H=0.5,Y/H=0

X/H=2.5,Y/H=0 X/H=4.5,Y/H=0 X/H=7,Y/H=0

Z/H

C/C ₀

圖 3-49 沿著街廓中心軸線(Y/H=0)往下游距離之各街谷之垂 直向濃度剖面變化；S=H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

圖 3-50 為街谷寬度 S=H，沿街廓中心線(Y/H=1)下游，在各街谷處之垂 直向濃度剖面變化關係。結果顯示沿下游距離增加，垂直剖面之濃度逐漸減 小。亦即隨下游距離增加，濃度逐漸擴散。

0 0.23 0.24 0.25 0

0.5 1 1.5 2

2.5

^S/H=1X/H=2.5,Y/H=1

X/H=4.5,Y/H=1 X/H=7,Y/H=1

Z/H

C/C ₀

圖 3-50 沿著街廓中心軸線(Y/H=1)往下游距離之各街谷之 垂直向濃度剖面變化；S=H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

圖 3-51 為街谷寬度 S=H，沿街廓中心線(Y/H=2)下游，在街谷 X/H=4.5 處之垂直向濃度剖面變化關係。垂直剖面之濃度結果顯示濃度充分擴散，垂 直各處差異不大。

0 0.23 0.235 0.24 0

0.5 1 1.5 2

X/H=4.5,Y/H=2

Z/H

C/C₀

圖 3-51 沿著街廓中心軸線(Y/H=2)往下游距離之各街谷之垂 直向濃度剖面變化；S=H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

圖 3-52 為街谷寬度 S=H，沿街廓中心線(Y/H=0)各下游，在不同高度處 濃度變化關係。結果顯示沿下游距離增加，濃度逐漸減小。亦即隨下游距離增加，

濃度逐漸擴散。

圖 3-53 為街谷寬度 S=H，沿街廓中心線(Y/H=1)各下游，在不同高度處 濃度變化關係。由於該軸線係街道街谷，結果顯示沿下游距離增加，濃度逐漸增。

亦即隨下游距離增加，受臨近建築物氣流影響，使得濃度逐漸增加。

0 1 2 3 4 5 6 7 0

0.2 0.3 0.4

0.5 S/H=1,Y/H=0

Z/H=0.5 Z/H=1 Z/H=1.8

X/H C/C₀

圖 3-52 在不同高度情況下，沿著街廓中心軸線(Y/H=0)往下 游距離之濃度變化；S=H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

0 1 2 3 4 5 6 7

0 0.22 0.23 0.24 0.25

S/H=1,Y/H=1 Z/H=0.5 Z/H=1 Z/H=1.8

C/C0

圖 3-54 為街谷寬度 S=H，沿著街廓中心軸線(Y/H=0)往下游距離各斷面 之最大濃度變化關係。結果顯示各斷面最大濃度係隨下游距離增加而下降。

0 1 2 3 4 5 6 7

0 0.1 0.2 0.3 0.4

0.5 S/H=1,Y/H=0

Cmax/C0

X/H C

max

/C

0

圖 3-54 沿著街廓中心軸線(Y/H=0)往下游距離各斷面之最大 濃度變化；S=H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

圖 3-55 為街谷寬度 S=H，H 為建築物高度時，沿著街廓中心軸線(Y/H=1) 往下游距離各斷面之最大濃度變化關係。由於該軸線係街道街谷，結果顯示沿下 游距離增加，濃度逐漸增。亦即隨下游距離增加，受臨近建築物氣流影響，使得 濃度逐漸增加。

0 1 2 3 4 5 6 7 0

0.23 0.24

0.25 S/H=1,Y/H=1

C_max/C₀

X/H C_max/C₀

圖 3-55 沿著街廓中心軸線(Y/H=1)往下游距離各斷面之最大 濃度變化；S=H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

圖 3-56 為沿著街廓中心軸線(Y/H=0)往下游距離垂直向等濃度分佈變 化圖。結果顯示在 Y/H=0 街廓中心軸線，濃度在第一街谷出現聚集現象。

0.5 1 1.5 2 2.5

Z/H

當迫近流場風向與街廓交角改變為 45^O時，圖 3- 57 顯示在 3X3 街廓中心 (Y/H=0)，沿街廓下游(X/H)垂直向之等值濃度分佈變化。結果呈現沿著街廓下游 (X/H)，在第一排與第二排建築物之間之建築物高度以下(Z/H<1)街道，該區街道 呈現相對較高濃度聚集現象。

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7

X/H 0

0.5 1 1.5 2 2.5

Z/H

圖 3-57 沿著街廓中心軸線(Y/H=0)往下游距離等濃度分佈 變化圖；S=H，風向角為 45

^o

資料來源: 本計畫實驗數據整理

圖 3-58 為沿著街廓中心軸線(Y/H=1)往下游距離垂直向等濃度分佈變 化圖。由於該軸線為街道街谷，並無建築物阻隔，因此結果呈現污染濃度一直持 續往下游方向擴展延散現象。

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 X/H

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Z/H

圖 3-58 沿著街廓中心軸線(Y/H=1)往下游距離等濃度分佈 變化圖；S=H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

當迫近流場風向與街廓交角改變為 45^O時，圖 3-59 顯示在 3X3 街廓左側 (Y/H=1)街谷，沿街廓之街谷下游(X/H)垂直向之等值濃度分佈變化。濃度量測結 果呈現沿著街廓下游(X/H)，在第二排建築物與第二排及第三排建築物間街谷之 建築物高度以下(Z/H<1)街谷，該區街谷呈現相對較高濃度聚集現象。

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Z/H

圖 3-60 為街谷寬度 S=0.5H，在高度 Z/H=0.5，沿街廓中心線(Y/H=0)時 下游各街谷(X/H=2.5，4.5，7)之水平方向濃度剖面變化關係。在各街谷處 水平向濃度分佈呈現近似高斯分佈(Gaussian distribution)。

圖 3-60 在高度 Z/H=0.5，沿下游距離之各街谷之水平向濃度 剖面變化；S=0.5H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

將各街谷之濃度剖面進行統計分析，求得水平擴散尺度。圖 3-61 所顯 示為沿著街廓中心軸線(Y/H=0)在高度 Z/H=0.5，往下游距離之各街谷之水平 擴散尺度 sigma(y)變化。該圖結果呈現在沿著街廓中心軸線(Y/H=0)在高度

圖 3-61 沿著街廓中心軸線(Y/H=0) 在高度 Z/H=0.5，往下游 距離之各街谷之水平擴散尺度變化；S=0.5H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

圖 3-62 為在高度 Z/H=0.5，沿下游街廓之等濃度分佈變化。在沿著 Y/H=-0.75 與 0.75 處各街谷呈現濃度聚集現象。

圖 3-63 為街谷寬度 S=0.5H，在高度 Z/H=1，沿街廓中心線(Y/H=0)時下 游各街谷水平方向濃度剖面變化關係。結果顯示在各街谷之水平方向濃度剖 面近似高斯分佈(Gaussian distribution)。

圖 3-63 在高度 Z/H=1，沿下游距離之各街谷之水平向濃度剖 面變化；S=0.5H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

圖 3-64 所顯示為沿著街廓中心軸線(Y/H=0)在高度 Z/H=1，往下游距離 之各街谷之水平擴散尺度 sigma(y)變化。該圖結果呈現在沿著街廓中心軸線 (Y/H=0)在高度 Z/H=1，由第一個街谷(X/H=2.25)至第二個街谷(X/H=3.75)，

水平擴散尺度無明顯變化；再往下游第三個街谷(X/H=6)，水平擴散尺度則

圖 3-64 沿著街廓中心軸線(Y/H=0) 在高度 Z/H=1，往下游距 離之各街谷之水平擴散尺度變化；S=0.5H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

圖 3-65 為在高度 Z/H=1，沿下游在街廓之等濃度分佈變化。濃度分佈 顯示沿街廓中心軸線，濃度往下游逐漸擴散。在此建築物高度處 Z/H=1，等濃度 值 C/C⁰=0.25 範圍涵括三棟建築與兩個街谷。

之垂直向濃度剖面變化關係。結果顯示沿下游距離增加，垂直剖面之濃度逐漸減 小。亦即隨下游距離增加，濃度逐漸往垂直方向擴散。

0 0.2 0.3 0.4 0.5

0 0.5 1 1.5 2

2.5 ^S/H=0.5X/H=0.5,Y/H=0

X/H=2.25,Y/H=0 X/H=3.75,Y/H=0 X/H=6,Y/H=0

Z/H

C/C

0

圖 3-66 沿著街廓中心軸線(Y/H=0)往下游距離之各街谷之垂 直向濃度剖面變化；S=0.5H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

圖 3-67 為街谷寬度 S=0.5H，沿街廓中心線(Y/H=1)下游，在各街谷 處(X/H=2.25，3.75，6)之垂直向濃度剖面變化關係。結果顯示沿下游距離 增加，垂直剖面之濃度逐漸減小。亦即隨下游距離增加，濃度逐漸擴散。

0 0.23 0.24 0.25 0

0.5 1 1.5 2 2.5

S/H=0.5 X/H=2.25,Y/H=0.75 X/H=3.75,Y/H=0.75 X/H=6,Y/H=0.75

Z/H

C/C

₀

圖 3-67 沿著街廓中心軸線(Y/H=0.75)往下游距離之各街谷 之垂直向濃度剖面變化；S=0.5H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

圖 3-68 為街谷寬度 S=0.5H，沿著街廓中心軸線(Y/H=1.5)在下游距 離 X/H=3.75 處街谷之垂直向濃度剖面變化。垂直剖面之濃度結果顯示濃度 充分擴散，垂直各處濃度值差異不大。

圖 3-69 為街谷寬度 S=0.5H，沿街廓中心線(Y/H=0)各下游，在不同 高度處(Z/H=0.5，1，1.8)濃度變化關係。結果顯示沿下游距離增加，濃度逐漸 減小。亦即隨下游距離增加，逐漸擴散濃度值降低。

0 0.23 0.235 0.24 0

0.5 1 1.5 2

Z/H

C/C

0

圖 3-68 沿著街廓中心軸線(Y/H=1.5)在下游距離 X/H=3.75 處 街谷之垂直向濃度剖面變化；S=0.5H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

0 1 2 3 4 5 6

0 0.2 0.3 0.4

0.5 S/H=0.5,Y/H=0

Z/H=0.5 Z/H=1 Z/H=1.8

X/H

C/C

₀

圖 3-70 為街谷寬度 S=0.5H，沿街廓中心線(Y/H=0.75)各下游，在不同高度 處濃度變化關係。由於該軸線係街道街谷，結果顯示沿下游距離增加，濃度逐漸 增。亦即隨下游距離增加，受臨近建築物氣流影響，使得濃度逐漸增加。

0 1 2 3 4 5 6

0 0.22 0.23 0.24 0.25

S/H=0.5,Y/H=0.75 Z/H=0.5 Z/H=1 Z/H=1.8

X/H C/C

₀

圖 3-70 在不同高度情況下，沿著街廓中心軸線(Y/H=0.75)往 下游距離之濃度變化；S=0.5H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

圖 3-71 為街谷寬度 S=0.5H，沿著街廓中心軸線(Y/H=0)往下游距離各斷面 之最大濃度變化關係。結果顯示各斷面最大濃度係隨下游距離增加而下降。

圖 3-72 為街谷寬度 S=0.5H，沿著街廓中心軸線(Y/H=0.75)往下游距離各斷

0 1 2 3 4 5 6 0

0.1 0.2 0.3 0.4

X/H C_max/C₀

圖 3-71 沿著街廓中心軸線(Y/H=0)往下游距離各斷面之最大 濃度變化；S=0.5H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

0 1 2 3 4 5 6

0 0.23 0.24

0.25 S/H=0.5,Y/H=0.75

Cmax/C0

X/H C

_max

/C

₀

圖 3-72 沿著街廓中心軸線(Y/H=0.75)往下游距離各斷面之最

圖 3-73 為沿著街廓中心軸線(Y/H=0)往下游距離垂直向等濃度分佈變 化圖。結果顯示在 Y/H=0 街廓中心軸線，濃度在第一街谷出現聚集現象。

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Z/H

X/H

圖 3-73 沿著街廓中心軸線(Y/H=0)往下游距離等濃度分佈變 化圖；S=0.5H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

圖 3-74 為沿著街廓中心軸線(Y/H=0.75)往下游距離垂直向等濃度分佈 變化圖。由於該軸線為街道街谷，並無建築物阻隔，因此結果呈現污染濃度一直 持續往下游方向擴展延散現象。

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6

X/H

0 0.5 1 1.5 2

Z/H

圖 3-74 沿著街廓中心軸線(Y/H=0.75)往下游距離等濃度分佈 變化圖；S=0.5H

資料來源: 本計畫實驗數據整理

在文檔中 都市街廓空氣污染擴散與街地風環境評估之實驗研究 (頁 63-90)