城市人口膨胀,使得住宅用地紧张,进而导致建筑密度大大增加;同时,城市机动车持续增多,也在某种程度上使城市空气环境污染问题日益严重。街谷(street canyon)是城市区域的重要组成元素,街谷微环境直接影响着城市空气质量。因此,近几十年来学者们对街谷微环境的各种特性进行了研究。然而,已有研究大多数都是针对孤立街谷进行的,仅有少数研究是针对街谷上游的阻挡建筑对街谷环境的影响进行的。由于城市中的大部分街谷都在上风向存在阻挡建筑(以下简称上游阻挡建筑),因此,研究不同特征的上游阻挡建筑对街谷内空气品质的影响,对减小交通污染物对街谷内行人的影响,改善城市空气质量是非常必要的。本文采用CFD数值模拟方法,研究了四种典型建筑布局下,上游阻挡建筑物与街谷建筑的间距对街谷气体流动特性和污染物分布规律的影响,为改善街谷微环境和合理的城市规划提供设计原则和理论基础。本文分析讨论了街谷内不同典型位置、典型高度处的流场和污染物垂直与水平分布规律。同时将街谷划分成迎风区、中心区和背风区等三个区域,统计了各区域在建筑高度以下空间范围及2 m以下空间内的气体流速、湍流强度和污染物无量纲浓度的平均值。研究结果表明,上游阻挡建筑与街谷间距的改变影响了街谷空间的流场,进而影响了街谷内污染物浓度的分布规律。对于行列式街谷,不论上游阻挡建筑与上风建筑的相对布局如何,随着上游阻挡建筑与街谷间距的增加,街谷内污染物上部空间平均浓度都会呈现先增后减的趋势,存在对应着平均浓度最大值的间距,在本文计算的常规街谷中,该对应街谷最大平均浓度的间距为90 m,即上游阻挡建筑与街谷上风建筑的间距小于90 m时,街谷内上部空间平均浓度反而随该间距的增大而升高,这将影响到临街建筑室内空气环境,而同时街谷内2 m以下人员空间的浓度呈相反的变化趋势;当建筑间距D>90 m时,行人活动空间污染物浓度亦会随该间距的增大而升高,因此建议在城市建筑规划布局设计中,行列式街谷临街建筑与上游阻挡建筑的间距不必过大;对于错列式街谷,不论上游阻挡建筑与上风建筑对齐或错列布局,街谷内污染物平均浓度都呈现波动式变化,没有表现出行列式街谷类似的规律。另外,研究结果还表明,四种典型布局下,无上游阻挡建筑时,街谷内污染物整体平均浓度最小,但是2 m以下空间范围内的污染物平均浓度反而最高,这说明上游阻挡建筑的存在形成了利于近地面的污染物扩散的气流形态,利于街谷内行人呼吸环境的改善。