4月15日强风下清华园树木损伤评估
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分析说明
4月15日北京突遭强风沙尘袭击，很多网友都在新闻里看到北京今天的夸张景象。
在以往研究中，课题组开发了城市区域树木风灾破坏的近实时评估方法和工具。该方法利用气象监测信息，通过考虑树木影响的计算流体力学模拟方法预测区域内每棵树木的风荷载，并在事前建立目标区域的计算流体力学模拟情境库。当实际灾害发生时，目标情境下每棵树木的风荷载可以通过基于情境库的插值算法近实时计算。进而与树木力学模型相结合可以实现树木风灾破坏风险的快速评估。
对上述方法和工具感兴趣的读者请移步论文链接：
新论文：城市尺度树木风灾破坏近实时评估：方法框架及清华园案例应用
或https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212420920315053。
在本次强风事件中，根据北京市气象台2021年4月15日气象数据：北京市4月15日为西北风4-5级，阵风达8-9级。
参考蒲福风力等级表，计算了西北风下5级、6级、7级、8级及9级情况下，清华园核心区域（1200 m × 1200 m）的树木破坏情况。不同风级情况下10 m高输入风速取值如表1所示。
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不同风荷载下评估结果
西北风下5级、6级、7级、8级及9级情况下评估结果分别如图1-5所示。需要说明的是，本次分析为了更直观地与实际调研结果进行对比，直接给出了树木倾覆、折断或者完好的评判结果，而论文的案例分析中给出的是树木破坏风险（依据树木风荷载与树木抗力的大小关系分为了“低”、“中等”、“高”、“很高”四个等级）。因此在评估结果可视化上存在差异。
图1 5级西北风下树木破坏风险
图2 6级西北风下树木破坏风险
图3 7级西北风下树木破坏风险
图4 8级西北风下树木破坏风险
图5 9级西北风下树木破坏风险
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结论
1. 从评估结果来看，当风力低于7级时，校园核心区域树木破坏风险较低。当风力达到8级，核心区域内部分树木将发生树干折断或者整体倾覆破坏。当风力达到9级，核心区域内破坏树木将进一步增多。
2. 通过实地调研校园核心区域的树木破坏情况，发现在第六教学楼东侧确有树木发生折断破坏（如图4所示），这与8级风力情形下的模拟结果吻合。
3. 通过图4也可以看出，本方法得出的树木破坏数量要高于实际情况。本方法计算树木风压时，是按照夏季树冠完整时计算的，而现阶段由于季节原因，树冠风压要小于本方法结果。
联络邮箱：
顾栋炼 lvlivegdl_thu@163.com
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顾栋炼
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