附件5
湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗計劃
項 目 申 報 表
項目名稱:
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學(xué)校名稱
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長沙理工大學(xué)
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學(xué)生姓名
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學(xué) 號
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專 業(yè)
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性 別
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入 學(xué) 年 份
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吳俊鵬
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201517020112
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城鄉(xiāng)規(guī)劃
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男
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2015
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嚴(yán)煜
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201517020118
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建筑學(xué)
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男
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2015
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歐陽慧婷
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201517020104
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城鄉(xiāng)規(guī)劃
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女
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2015
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劉鵬飛
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201517020115
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城鄉(xiāng)規(guī)劃
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男
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2015
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指導(dǎo)教師
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鄒芳
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職稱
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講師
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項目所屬
一級學(xué)科
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城鄉(xiāng)規(guī)劃
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項目科類(理科/文科)
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理科
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學(xué)生曾經(jīng)參與科研的情況
大學(xué)生科技立項
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指導(dǎo)教師承擔(dān)科研課題情況
2010-2012主持省教育廳科研項目：基于GIS小學(xué)可達(dá)性研究。
2015-2017主持省教研教改項目：基于網(wǎng)絡(luò)平臺的城市規(guī)劃設(shè)計類課程改革研究
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項目研究和實驗的目的、內(nèi)容和要解決的主要問題
一．項目研究的意義和實驗的目的
風(fēng)道就像一個地區(qū)的筋絡(luò)一樣，風(fēng)道不通暢，城市也會產(chǎn)生問題，城市風(fēng)道在解決城市熱島效應(yīng)，城市霧霾方面扮演了一個十分重要的角色。伴隨著經(jīng)濟(jì)的高速增長，國內(nèi)各類城鄉(xiāng)建設(shè)用地快速的擴(kuò)張，城市下面墊面變得愈發(fā)的粗糙，這使我國許多的城市的風(fēng)速普遍呈現(xiàn)逐年降低趨勢，這是霧霾和城市熱島效應(yīng)加劇的原因之一。本次實驗的意義在于：
1. 顯著的改善城市風(fēng)環(huán)境
2. 有利于改善城市的微氣候
3. 有利于節(jié)能減排、降低能耗
也能達(dá)到如下所述的實驗?zāi)康模?
1. 為了提高大氣環(huán)境的自凈能力
2. 緩解城市熱島效應(yīng)
3. 提升城市居民的感知舒適度
4. 促進(jìn)對象內(nèi)部與外界氣流的暢通
二：實驗的內(nèi)容
1.城市熱島效應(yīng)問題
李小凡教授認(rèn)為良好的城市通風(fēng)可以極大的降低城市熱島強度，并且存在“臨界風(fēng)速”；當(dāng)風(fēng)速達(dá)到臨界風(fēng)速值時，城市熱島將消失，鄭慶鋒，史軍關(guān)于“臨界風(fēng)速”對改善城市霧霾的研究也得到相似的結(jié)論，城市弱風(fēng)環(huán)境下如何提高風(fēng)速，優(yōu)化城市生活品質(zhì)成為研究熱點。在此背景之下，通風(fēng)廊道的概念應(yīng)時而生，通風(fēng)廊道雖然對大尺度區(qū)域的氣候環(huán)境影響較小，但對于促進(jìn)城市空氣循環(huán)，降低空氣污染，改善城市小尺度的風(fēng)環(huán)境，特別是舒緩夏季的熱島效應(yīng)，減小冬季采暖期霧霾發(fā)生的頻率能夠起到一定的作用。
2.城市快速化發(fā)展所造成的通風(fēng)問題
隨著我國城市化迅速推進(jìn)，在大城市漸進(jìn)更新的過程中，舊城建密度較大，綠化覆蓋率較低，忽視通風(fēng)問題等現(xiàn)象普遍存在，直接影響舊城居民的生活質(zhì)量。夏熱冬冷的氣候迫使居民大量使用空調(diào)，從而加劇了熱島效應(yīng)，也使得城市微氣候更加惡劣。除了溫度條件極端之外，舊城區(qū)中水網(wǎng)密集，琥珀眾多，濕度常年達(dá)80%以上，價值夏季高溫高濕，居民長時間生活在炎熱潮濕的環(huán)境中，舊城區(qū)因建筑密度高，房屋年久失修，風(fēng)熱及空氣問題尤為突出。
3.關(guān)于通風(fēng)廊道的有關(guān)內(nèi)容及設(shè)想
通風(fēng)道即風(fēng)的通道，主要作用是促進(jìn)對象內(nèi)部與外界氣流的暢通，其空間形態(tài)可以是點線面中任何一種 ，或幾種彼此相連。城市通風(fēng)道是利用城市自然現(xiàn)象條件改善城市環(huán)境的一種節(jié)能的生態(tài)方式，其根本工作原理是通過人工干預(yù)促進(jìn)城市氣候的自然調(diào)節(jié)。
通風(fēng)廊道應(yīng)以大型空曠地帶連成，例如主要道路，相連的休憩用地，美化市容地帶，非建筑用地，建筑線后移地帶及低矮樓宇群；貫穿高樓大廈密集的城市結(jié)構(gòu)。通風(fēng)廊應(yīng)沿盛行風(fēng)的方向伸展，在可行的情況下，應(yīng)保持或引導(dǎo)其他天然氣流，包括海洋，陸地和山的風(fēng)，吹向發(fā)展地區(qū)。
目前通風(fēng)廊道理論和實踐的研究成果普遍關(guān)注風(fēng)道沿線開發(fā)建設(shè)較少的的新城區(qū)建設(shè)管控而較少涉及到城市不同片區(qū)通風(fēng)策略差異研究。長沙受副熱帶高氣壓帶控制，以及長江谷地的積溫效應(yīng)。導(dǎo)致城區(qū)的夏季熱島和冬季霧霾?，F(xiàn)以長沙市老城區(qū)為例，對老城區(qū)通風(fēng)廊道的現(xiàn)狀，針對性地提出決策，以期待改善與提升長沙市中央老城區(qū)的整體風(fēng)環(huán)境。
三: 項目所解決的主要問題：
1. 緩解長沙市舊城區(qū)熱島效應(yīng)
2. 緩解長沙市舊城區(qū)的霧霾情況
3. 引入綠源風(fēng)和天然風(fēng)，解決長沙市舊城區(qū)的通風(fēng)問題
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國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)
國外對通風(fēng)廊道理論層面的研究起步較早，成果主要集中在通風(fēng)系統(tǒng)理論，下墊面氣候功能評價標(biāo)準(zhǔn)，氣候環(huán)境評估的指導(dǎo)方針等方面，發(fā)達(dá)國家在城市發(fā)展過程中遇到的不同程度的空氣污染問題，常通過土地利用空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化和城市通風(fēng)廊道建設(shè)的方法來凈化城市空氣，研究內(nèi)容主要集中在大氣環(huán)境變遷，土地利用和城市風(fēng)道等對城市霧霾天氣的影響方面。
德國的克雷斯（Kress）在1970年代末提出作用空間，補償空間和空氣引導(dǎo)通道組成一個完整的城市通風(fēng)系統(tǒng)，這位通風(fēng)廊道研究奠定了理論基礎(chǔ)。而日本在1999年前后也開始關(guān)注城市通風(fēng)道并探尋在日本建立城市通風(fēng)道的必要性和可行性。此外，國外的其他一些學(xué)者也進(jìn)行了一些研究，比如Baker和Ahnm等利用溝渠和通風(fēng)道進(jìn)行了減少城市大氣污染的研究；Chiaus等研究了城市環(huán)境尤其是街道對自然通風(fēng)的影響。
國內(nèi)從通風(fēng)的角度對城市形態(tài)開展的研究更多的是以改善通風(fēng)的策略為主。楊磊等（2012）指出城市規(guī)模大小影響城市內(nèi)部的通風(fēng)狀況。同時，朱亞斕等（2008）也建議改善城郊邊緣的形狀以提高城市通風(fēng)效果，同時，高層建筑的布 局應(yīng)該布置在城市的下風(fēng)向。張伯寅等（2004）對建筑風(fēng)環(huán)境進(jìn)行了三維模擬，提出了“有效空氣體積”直接影響城市通風(fēng),即網(wǎng)格中空氣流通所占的體積與網(wǎng)格體積之比。丁沃沃等（2012）借鑒了國外描述城市形態(tài)通風(fēng)潛力的方法，指出將粗糙度、天空指數(shù)等形態(tài)指標(biāo)和規(guī)劃設(shè)計結(jié)合，指引規(guī)劃中的地塊控制和建筑 設(shè)計。都桂梅（2009）對各種布局模式在不同風(fēng)向下的通風(fēng)情況進(jìn)行了比較，點式布局通風(fēng)效果最好，圍和式組團(tuán)通風(fēng)效果最差。
中國香港地區(qū)則于2003年后開展。國內(nèi)的風(fēng)道規(guī)劃研究正處于起步階段，部分城市已經(jīng)在探索城市風(fēng)道建設(shè)實踐，如武漢在2012年《武漢城市總體規(guī)劃》中提出“打造6片放射狀生態(tài)綠地，建立聯(lián)系城市內(nèi)外的生態(tài)廊道和城市風(fēng)道”；西安在2013年初提出在2020年前打通城市風(fēng)道，并已經(jīng)著手控制建筑高度和預(yù)留東北流通風(fēng)道；上海在浦東新區(qū)規(guī)劃中特意留出了“風(fēng)走廊”以減少霧霾天氣。通過資料查詢了一些城市的風(fēng)道研究及進(jìn)展。
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城市
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時間
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內(nèi)容
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特點
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日本東京都
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1999
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提出風(fēng)環(huán)境規(guī)劃管控措施
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利用建筑高低錯落引入海風(fēng)，以及引起建筑背風(fēng)面下沉風(fēng)。
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中國香港
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2003
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從微觀尺度上滿足城市空氣流通需要
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增加綠化空間，減少地面覆蓋率，建筑物的排列和街道的布局遵從盛行風(fēng)方向。
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中國武漢
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2012
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對城市表面粗糙度高的區(qū)域引入風(fēng)道并劃分等級
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提出一二級風(fēng)道寬度。打造放射狀生態(tài)綠楔。建立聯(lián)系舊城區(qū)內(nèi)外的生態(tài)廊道和風(fēng)道。
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德國斯圖加特
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1970年代末
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改善空氣污染問題
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提出管控要求并設(shè)置風(fēng)道，連接城作用空間與補償空間。
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城市通風(fēng)環(huán)境研究不僅是一門空氣動力學(xué)與大氣科學(xué)的交叉學(xué)科，同時也融入建筑學(xué)和城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)的知識。因此，我們就長沙市舊城區(qū)進(jìn)行研究和探討，聯(lián)系舊城區(qū)內(nèi)外的風(fēng)道改善舊城區(qū)的風(fēng)熱及空氣環(huán)境。
參考資料：
1.都桂梅.2009.幾種典型布局住宅小區(qū)風(fēng)環(huán)境數(shù)值模擬研究[D]. 長沙：湖南大學(xué).
2.李鹍,余莊.2006.武漢地區(qū)風(fēng)環(huán)境影響下濕地調(diào)溫作用的模擬分析[J]. 資源科 學(xué).28(6):51-59.
3.丁沃沃，胡友培，竇平平.2012.城市形態(tài)與城市微氣候的關(guān)聯(lián)性研究[J]. 建筑學(xué)報， （7）: 16-21.
4.任超，袁超，何正軍，吳恩融.2014.城市通風(fēng)廊道研究及規(guī)劃應(yīng)用[J].城市規(guī)劃學(xué)刊， (3）:52-60.
5.楊磊，李貴才，林姚宇.2012.影響城市居民碳排放的空間形態(tài)要素[J]. 城市發(fā)展研究, 19（2）: 26-31
6.朱亞斕，余莉莉，丁紹剛.2008.城市通風(fēng)道在改善城市環(huán)境中的運用[J]. 城市發(fā)展研 究，15（1）: 46-49
7.張伯寅，桑建國，吳國昌.2004.建筑群環(huán)境風(fēng)場的特性及模擬——風(fēng)環(huán)境模擬研究之 一[J].力學(xué)與實踐，26（3）: 1-9
8.張云鵬，張博洋.2011.基于廊坊市風(fēng)環(huán)境的城市規(guī)劃研究[J].科學(xué)時代，(5):21.
9. 劉姝宇，徐雷.2010.德國居住區(qū)規(guī)劃針對城市氣候問題的應(yīng)對策略[J].建筑學(xué)報， （8）： 20-23.
本項目學(xué)生有關(guān)的研究積累和已取得的成績
，掌握了部分規(guī)劃學(xué)理論、相關(guān)軟件（并已實踐運用過）和計算方法：
參與研究的四位學(xué)生在大一大二期間接受了城市規(guī)劃學(xué)方面的一些理論知識課程（例如《城市規(guī)劃原理》），并閱讀了規(guī)劃方面的其他書籍（例如《城市規(guī)劃與城市社會發(fā)展》），有一定的學(xué)科理論知識，做過茶館等商建公建和周圍環(huán)境以及規(guī)劃合理性的分析，有過理論知識實踐運用的經(jīng)歷 ；且都能比較熟練的掌握AutoCAD , SketchUp , PhotoShop等相關(guān)平面圖透視圖以及渲染畫圖軟件，繪制出了初步的平面圖；對PSU/NCAR中尺度氣象模擬模型WRF等相關(guān)軟件有初步的了解，有一定的技術(shù)知識支持 ；對于迎風(fēng)面積比計算方法等計算公式還在數(shù)據(jù)采集階段；
2，對研究對象進(jìn)行了實地勘測、調(diào)研、采訪：
熟悉了解研究對象的地形和鳥瞰圖，以及各建筑的相關(guān)高度和區(qū)域內(nèi)第一二三級風(fēng)道的初步劃分，區(qū)域內(nèi)的下墊面的數(shù)據(jù)采集；對生活在研究區(qū)域的原聲居民進(jìn)行的初步的采訪，整理出了居民的主觀感受和客觀風(fēng)道的相關(guān)聯(lián)系；并將研究對象與已經(jīng)經(jīng)過改造了老城區(qū)（包括早期沒有指導(dǎo)的改建老城區(qū)和參考了《長沙市城市通風(fēng)規(guī)劃技術(shù)指南》的老城區(qū)）作出對比；下一步將擴(kuò)大調(diào)研范圍，將研究對象的周圍環(huán)境對研究對象的風(fēng)道和空氣的影響作出分析；
 
3，參考了大量的相關(guān)文獻(xiàn)資料：
通過圖書館和網(wǎng)絡(luò)查找資料，了解了城市風(fēng)道研究的概念（城市風(fēng)道即城市通風(fēng)走廊，現(xiàn)在對于城市風(fēng)道的研究主要集中在利用對風(fēng)道的規(guī)劃，從而對城市的空氣污染物質(zhì)作出影響和引導(dǎo) ，并達(dá)到“風(fēng)道治霾”的作用）、相關(guān)發(fā)展（從1982年最初提出相關(guān)概念的德國 到 2009年中國相關(guān)單位首次提出“風(fēng)道治霾” 到 各個城市開始進(jìn)行城市風(fēng)道與空氣環(huán)境的研究）和研究領(lǐng)域，以及城市風(fēng)道和城市空氣的關(guān)聯(lián)研究；將文獻(xiàn)資料中的內(nèi)容移用到研究對象;并在現(xiàn)有的研究（現(xiàn)有的研究都是關(guān)于一個城市的整體風(fēng)道研究）下進(jìn)行了細(xì)致，采用了現(xiàn)行的方法（現(xiàn)行常用的方式手段都是定量的方式）對研究對象作出了初步的分析。
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項目的創(chuàng)新點和特色
1，研究方法方面——此次研究在以前的模型模擬計算方法的基礎(chǔ)上，還從社會層面和居民心理層面進(jìn)行調(diào)研研究，做到了研究的定量和定性，更完備，且有利于在課題在收尾期間提出更加符合社會和居民心理層面的建議
2，對象選擇方面——此次研究是針對城市內(nèi)部的一個老城區(qū)區(qū)域。 在這之前關(guān)于城市風(fēng)道的研究都更偏向于從城市整體去考慮，并沒有對于長沙老城區(qū)的風(fēng)道問題研究以及改造建議研究，而此課題是從一個城市中的小范圍進(jìn)行研究；而老城區(qū)相對于整個城市，不僅在橫向的尺度方向小一些，在縱向的高度方面也小一些，所以風(fēng)道對其的影響和對整個城市、尤其是新城區(qū)的影響是不同的；
4，規(guī)劃方面——現(xiàn)在已經(jīng)有的比較完整的研究，例如深圳（2008年）、武漢（2013年）、香港（2014年）等地區(qū)的研究都是目的于總規(guī)、控規(guī)；此課題將著手于規(guī)劃學(xué)科的祥規(guī)方面，對整個研究對象以及類似區(qū)域提出祥規(guī)，將城市風(fēng)道規(guī)劃細(xì)致化。
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項目的技術(shù)路線及預(yù)期成果
1.提出問題：
由于“城市風(fēng)道”的概念是近幾年才提出來的。所以在以前的城市規(guī)劃建設(shè)中并沒有充分考慮到這個問題。導(dǎo)致很多區(qū)域都出現(xiàn)了風(fēng)道建設(shè)混亂。再加上舊城建筑密度大，綠化覆蓋低，這些直接影響到了舊城區(qū)居民的生活質(zhì)量。夏熱冬冷的氣候迫使居民大量使用空調(diào)，從而加劇了熱島效應(yīng)，也使得城市微氣候更加惡劣。
2.分析問題
在調(diào)研的基礎(chǔ)上，以科學(xué)性、客觀性、動態(tài)性和可操作性為原則，運用定性與定量相結(jié)合的方法，完成對如下內(nèi)容的分析：
（1）老城區(qū)區(qū)位概況分析
l ? 區(qū)位特征。分析老城區(qū)的區(qū)位，分析其與周邊環(huán)境的關(guān)
系，城市道路交通狀況，通風(fēng)口的設(shè)置布局。
l ? 老城區(qū)住戶通風(fēng)情況。
l ? 通風(fēng)廊道的構(gòu)建情況。
（2）老城區(qū)平面布局分析
l 分析老城區(qū)平面布局，分析所處環(huán)境為幾級風(fēng)道，分析空間特征。
（3）老城區(qū)住戶居住環(huán)境調(diào)查
l 實地采訪記錄住戶對生活環(huán)境的感受。走訪周邊居民、商戶以及管理者，對通風(fēng)環(huán)境進(jìn)行側(cè)面了解。
3.技術(shù)支持
運用WRF和CFD軟件對區(qū)域熱環(huán)境和風(fēng)環(huán)境氣候功能進(jìn)行評估量。
4.預(yù)期成果
（1）撰寫研究報告一篇；
（2）省級有影響力的學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文1~2篇；
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年度目標(biāo)和工作內(nèi)容
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階段
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時間
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內(nèi)容及成果
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實施安排
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準(zhǔn)
備
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2016年8月
至
10月
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選題確定
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發(fā)現(xiàn)問題，根據(jù)自身能力。確定選題
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理論準(zhǔn)備
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多渠道收集資料，對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研。
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實地調(diào)研
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走訪選定研究的站點周邊地區(qū)，通過調(diào)研問卷、現(xiàn)場觀察和訪談等方式了解現(xiàn)狀及居民生活狀況。
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數(shù)
據(jù)
收
集
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2016年11月
至
2017年4月
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數(shù)據(jù)收集
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對問卷調(diào)查進(jìn)行統(tǒng)計分類。運用WRF和GIS等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。通過這些數(shù)據(jù)計算迎風(fēng)面積和風(fēng)速。模擬實際狀況
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建立
評價
模型
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2017年5月
至
9月
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建立評價模型
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運用定性分析與定量分析相結(jié)合的方式建立評價模型
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實證研究及分析
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2017年10月
至
2018年11月
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老城區(qū)風(fēng)道改善及周邊環(huán)境建設(shè)的可行性
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收集國內(nèi)外風(fēng)道建設(shè)的案例，分析總結(jié)其中成功的原因和建設(shè)地區(qū)的基本特點，總結(jié)經(jīng)驗，結(jié)合我們所選地址的基本情況和特征，分析其可行性。
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指導(dǎo)教師意見
選題合理，同意申報。
簽字： 日期：
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注：本表欄空不夠可另附紙張
