氣象在海綿城市建設(shè)中的作用研究

朱曉

(1.鎮(zhèn)江市氣象局，江蘇 鎮(zhèn)江 212003；2.句容市氣象局，江蘇 鎮(zhèn)江 212400)

氣象在海綿城市建設(shè)中的作用研究

王燕1尹君1朱曉燕1胡丹丹2

(1.鎮(zhèn)江市氣象局，江蘇 鎮(zhèn)江 212003；2.句容市氣象局，江蘇 鎮(zhèn)江 212400)

海綿城市建設(shè)與氣象息息相關(guān)。以氣象事業(yè)發(fā)展為切入點(diǎn)，探討氣象在海綿城市建設(shè)中的作用。氣象在海綿城市建設(shè)中的作用主要體現(xiàn)在氣象部門多方位、多舉措?yún)⑴c其中：一是做好暴雨強(qiáng)度公式修訂，為科學(xué)規(guī)劃城市排水管道、防范城市內(nèi)澇做出貢獻(xiàn)；二是加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，根據(jù)海綿城市建設(shè)需要，參與監(jiān)測(cè)站點(diǎn)設(shè)置，提供城市精細(xì)化降水監(jiān)測(cè)；三是積極開(kāi)展城市暴雨災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警，提高精細(xì)化預(yù)報(bào)預(yù)警能力，確保市區(qū)易積澇點(diǎn)因強(qiáng)降水積水時(shí)及時(shí)疏通；四是加強(qiáng)人影能力建設(shè)，及時(shí)啟動(dòng)增雨作業(yè)，及時(shí)緩解旱情，依靠科學(xué)手段確?！昂＞d”及時(shí)喝到天水；五是開(kāi)展城市熱島效應(yīng)研究，為海綿城市建設(shè)給出調(diào)控建議。新?tīng)顟B(tài)下，只有拓展氣象服務(wù)發(fā)展新理念、完善氣象防災(zāi)減災(zāi)體系建設(shè)、加強(qiáng)與政府有關(guān)部門的協(xié)作和配合等工作，才能實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處。

氣象；海綿城市；防澇s

1 海綿城市提出的背景及意義

近年來(lái)各地內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)，分析其成因，除了管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)偏低外，全球氣候變暖帶來(lái)的極端天氣增加是災(zāi)害產(chǎn)生的重要原因?！俺鞘杏^?！逼嬗^層出不窮，影響了城市的正常運(yùn)行[1]。如何防治城市洪澇災(zāi)害同時(shí)留住雨水讓其變?yōu)榭衫玫馁Y源，已成為我國(guó)城市建設(shè)和發(fā)展中一個(gè)急需解決的問(wèn)題。針對(duì)國(guó)內(nèi)城市面臨的內(nèi)澇問(wèn)題和水資源短缺并存的問(wèn)題，城市水問(wèn)題治理在新常態(tài)下需要變革思路，借鑒國(guó)外低影響開(kāi)發(fā)理念提出的海綿城市理論應(yīng)運(yùn)而生。

海綿，是一種多孔材料，具有良好的吸水性。而海綿城市則是指城市像海綿一樣在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)雨水帶來(lái)的自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用，提升城市生態(tài)系統(tǒng)功能和減少城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生。

通過(guò)海綿城市建設(shè)，進(jìn)一步發(fā)揮城市綠地、道路、水系等對(duì)雨水吸納、蓄滲和緩釋作用，有效解決新時(shí)期城市水資源短缺、內(nèi)澇頻繁發(fā)生等問(wèn)題，對(duì)于改善人民群眾的居住環(huán)境，滿足城市居民不斷增長(zhǎng)的水需求有著積極的影響，在推動(dòng)城市化建設(shè)方面有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

2 氣象在海綿城市建設(shè)中如何定位

海綿城市是一種新型排水防澇思想，利用海綿原理，將雨水吸收并且積蓄，在需要的時(shí)候放出并加以利用，使雨量十分可觀的水資源加以利用，打造城市與水生態(tài)和諧的水循環(huán)系統(tǒng)[2]。建設(shè)海綿城市需要系統(tǒng)地研究當(dāng)?shù)氐慕涤陱?qiáng)度、頻率和場(chǎng)次分布、雨型特點(diǎn)、水資源平衡、水環(huán)境容量、面源污染特點(diǎn)、下墊面情況以及城市的內(nèi)澇防洪方案和生態(tài)保護(hù)要求。這其中涉及氣象、水利、水文、排水、生態(tài)、景觀、環(huán)境、規(guī)劃等多個(gè)專業(yè)。海綿城市建設(shè)的本質(zhì)是對(duì)雨水的管理，降雨直接影響低影響開(kāi)發(fā)措施的設(shè)計(jì)，城市地區(qū)降雨時(shí)空分布具有高度復(fù)雜性[3]，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)相關(guān)氣象基礎(chǔ)理論研究。因此，在“海綿城市”建設(shè)過(guò)程中，氣象部門的作用不可或缺。氣象機(jī)構(gòu)作為科技型公益性事業(yè)部門，承擔(dān)著氣象預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警業(yè)務(wù)，氣象防災(zāi)減災(zāi)，應(yīng)對(duì)氣候變化，開(kāi)發(fā)與利用氣候資源等工作與職能，在海綿城市建設(shè)中的作用不可忽視。氣象在海綿城市建設(shè)中的定位可總結(jié)概括為，即氣象是海綿城市建設(shè)中最主要的因素之一，扮演著“前沿哨口”的戰(zhàn)略角色，具有基礎(chǔ)性科技基礎(chǔ)保障作用。

3 氣象與海綿城市建設(shè)的關(guān)系

3.1 暴雨強(qiáng)度公式的更新修編

一座城市排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程建設(shè)首先必須分析當(dāng)?shù)氐乃那闆r，就是暴雨強(qiáng)度公式的分析工作，暴雨強(qiáng)度公式是城市計(jì)算暴雨地面徑流量和確定雨水工程設(shè)計(jì)規(guī)模的重要依據(jù)，它的正確性直接關(guān)系到城市雨水排水設(shè)施建設(shè)的投資合理性和運(yùn)行的安全性。

暴雨強(qiáng)度公式是建立在長(zhǎng)系列雨量觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，必須在氣象部門的積極支持下才能完成的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。由于資料限制，以前慣用的暴雨強(qiáng)度公式都是基于個(gè)別單站資料的。室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范一直是根據(jù)傳統(tǒng)暴雨強(qiáng)度公式制定的，已大大落后于城市發(fā)展現(xiàn)狀的要求。

在氣候變暖的背景下，極端暴雨的頻率、強(qiáng)度等都在變化。隨著自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的發(fā)展，我們需要用更多、更精細(xì)化、更高時(shí)空分辨率的資料來(lái)更新或修正暴雨公式，編制更為精細(xì)的暴雨強(qiáng)度公式，以適應(yīng)“海綿城市”建設(shè)的需要。

氣象部門需要將本地歷年的降水資料等數(shù)據(jù)整理、計(jì)算，得出一個(gè)符合當(dāng)?shù)亟涤昵闆r的暴雨強(qiáng)度公式，建立起適用性強(qiáng)、精確度高、計(jì)算成果更為安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的新一代暴雨強(qiáng)度公式，進(jìn)一步優(yōu)化排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、提高城市防洪減災(zāi)能力等方面，必將取得很好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。

3.2 提供城市精細(xì)化降水監(jiān)測(cè)

建設(shè)海綿城市的目的是充分發(fā)揮城市綠地、道路、水系等對(duì)雨水吸納、蓄滲和緩釋作用，有效緩解城市內(nèi)澇等，因而雨量的實(shí)時(shí)監(jiān)控要得到保證。在海綿城市示范區(qū)及周邊區(qū)域布置自動(dòng)氣象站，與原有自動(dòng)氣象站組成精細(xì)化氣象監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，實(shí)時(shí)采集氣象資料，將相關(guān)區(qū)域降水、氣溫、風(fēng)向、風(fēng)速等每分鐘記錄下的基礎(chǔ)氣象資料，通過(guò)GPRS移動(dòng)通訊定時(shí)向氣象數(shù)據(jù)中心傳輸，建設(shè)氣象監(jiān)測(cè)及資料數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，對(duì)城區(qū)敏感點(diǎn)的降水實(shí)況和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集情況進(jìn)行監(jiān)控和分析，以此檢驗(yàn)海綿城市排泄效果，為海綿城市試點(diǎn)建設(shè)提供氣象數(shù)據(jù)支撐，為海綿城市設(shè)施的合理運(yùn)行、建設(shè)項(xiàng)目的效果評(píng)估提供準(zhǔn)確氣象數(shù)據(jù)參考。

3.3 發(fā)布城市暴雨災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警

建設(shè)海綿城市精細(xì)化暴雨災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)，通過(guò)氣象大數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用分析、移動(dòng)互聯(lián)等現(xiàn)代信息技術(shù)為海綿城市建設(shè)提供氣象支撐。一是研發(fā)海綿城市精細(xì)化暴雨災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警信息推送與發(fā)布；二是研發(fā)基于GPS定位的精細(xì)化預(yù)報(bào)APP終端，開(kāi)通氣象服務(wù)海綿城市微信和微博，實(shí)時(shí)發(fā)布各類氣象預(yù)報(bào)預(yù)警信息。

據(jù)了解，海綿城市自動(dòng)氣象站主要建設(shè)在大公園，它們記錄的數(shù)據(jù)能對(duì)城市內(nèi)澇進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警，還可以在附近增設(shè)氣象信息電子顯示屏，通過(guò)電子顯示屏實(shí)時(shí)發(fā)布自動(dòng)站監(jiān)測(cè)到的廣場(chǎng)或者公園的氣象數(shù)據(jù)，發(fā)布當(dāng)?shù)貧庀箢A(yù)警預(yù)報(bào)信息，這樣一來(lái)，不僅能為旅游管理部門做好游客服務(wù)工作提供了氣象保障，而且發(fā)布的預(yù)報(bào)預(yù)警信息也給市民及游客安排行程提供了便利。目前，大部分城市已具有高度網(wǎng)格化的自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)，未來(lái)的城市天氣預(yù)報(bào)還會(huì)更加精細(xì)化，為海綿城市建設(shè)提供更加精準(zhǔn)高效的氣象保障服務(wù)，這是別的部門無(wú)法提供的。

3.4 提供人影作業(yè)

海綿城市可以統(tǒng)籌蓄水、排水和用水。但從氣候資料來(lái)看，我國(guó)極端降水的強(qiáng)度和頻率都在增加，城市降水的突發(fā)性增強(qiáng)，使城市常常防不勝防，需要依靠科學(xué)手段確?！昂＞d”及時(shí)喝到天水。

在突發(fā)事件應(yīng)對(duì)方面，各地開(kāi)展了有益實(shí)踐。在江蘇，人工增雨作業(yè)成為太湖藍(lán)藻綜合治理的重要手段之一；在四川、重慶、福建，人工增雨作業(yè)用于改善空氣質(zhì)量、應(yīng)對(duì)突發(fā)污染事件；而上海、浙江等地則開(kāi)展了夏季人工增雨城市降溫作業(yè)；北京、天津等地積極開(kāi)展了人工消霧作業(yè)試驗(yàn)等。人工影響天氣作業(yè)廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的諸多方面，迸發(fā)出勃勃生機(jī)。

加強(qiáng)人影能力建設(shè)，適時(shí)啟動(dòng)人工增雨、消雨作業(yè)，有效緩解城市災(zāi)情，對(duì)海綿城市的建設(shè)有著重要的作用。在適當(dāng)條件下通過(guò)科技手段對(duì)局部大氣物理過(guò)程進(jìn)行人工影響，從而做到防災(zāi)減災(zāi)抗災(zāi)、保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，通過(guò)人工增雨蓄水等方式，在致力于保護(hù)環(huán)境、修復(fù)生態(tài)的同時(shí)，儲(chǔ)蓄未來(lái)發(fā)展的動(dòng)力。

3.5 開(kāi)展城市熱島效應(yīng)研究

海綿城市設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是“小雨不積水，大雨不內(nèi)澇，水體不黑臭，熱島有緩解”[4]。海綿城市建設(shè)是城市發(fā)展理念和建設(shè)方式的轉(zhuǎn)型，可以有效緩解城市熱島現(xiàn)象。城市熱島現(xiàn)象，是指城市因大量的人工發(fā)熱、建筑物和道路等高蓄熱體及綠地減少等因素，造成城市“高溫化”，城市中的氣溫明顯高于外圍郊區(qū)的現(xiàn)象。城市中心溫度始終比周邊地區(qū)的溫度高，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的因素是城市中混凝土，柏油和傳統(tǒng)的覆膜屋頂?shù)?。海綿城市通過(guò)城市植被、濕地、坑塘、溪流的保存與修復(fù)，可以明顯增加城市綠地，減少城市熱島效應(yīng)，調(diào)節(jié)城市小氣候，改善城市人居環(huán)境。

在海綿城市建設(shè)的同時(shí)可以增設(shè)熱島監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，進(jìn)行熱島效應(yīng)監(jiān)測(cè)分析研究和熱島效應(yīng)評(píng)估等。開(kāi)展基于氣象站點(diǎn)及衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的主城區(qū)熱島分析研究，揭示主城區(qū)熱島現(xiàn)狀、時(shí)空分布特征，分析影響主城區(qū)熱島效應(yīng)的因素，為海綿城市建設(shè)給出調(diào)控建議。

4 發(fā)揮氣象在海綿城市建設(shè)中的作用分析與建議

4.1 拓展氣象服務(wù)發(fā)展新理念

隨著氣象服務(wù)社會(huì)化，氣象數(shù)據(jù)的價(jià)值將得到進(jìn)一步挖掘。氣象服務(wù)通過(guò)滿足各行業(yè)不同需求，來(lái)為其發(fā)展提供助力。氣象部門要積極貫徹落實(shí)國(guó)家海綿城市建設(shè)行動(dòng)計(jì)劃，主動(dòng)拓展、主動(dòng)融入挖掘氣象資源的價(jià)值，探索和掌握天氣氣候規(guī)律，開(kāi)展城市降水歷史分布、區(qū)域分布、變化趨勢(shì)及成因分析的相關(guān)研究；發(fā)揮氣象數(shù)據(jù)資源優(yōu)勢(shì)，特別是雷達(dá)資料、衛(wèi)星遙感資料和快速同化更新資料的應(yīng)用水平，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)網(wǎng)建設(shè)，為海綿城市建設(shè)提供更加精準(zhǔn)高效的氣象保障服務(wù)。海綿城市建設(shè)對(duì)氣象預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率精細(xì)化要求更高，對(duì)氣象服務(wù)的人性化個(gè)性化需求更加迫切，需要我們更加認(rèn)真分析政府、社會(huì)、百姓對(duì)氣象服務(wù)的需求，拓展以海綿城市建設(shè)促進(jìn)氣象服務(wù)發(fā)展新理念。

4.2 完善氣象防災(zāi)減災(zāi)體系建設(shè)

氣象防災(zāi)減災(zāi)是氣象機(jī)構(gòu)在臺(tái)風(fēng)、暴雨等系統(tǒng)性災(zāi)害天氣來(lái)臨前，盡可能早地為政府提供決策建議，為公眾提供災(zāi)害信息，便于提前做好防范準(zhǔn)備。在氣象大數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用分析、移動(dòng)互聯(lián)等現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)建設(shè)精細(xì)化暴雨災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警信息推送與發(fā)布，為海綿城市建設(shè)提供了精準(zhǔn)高效的氣象保障。當(dāng)然，防災(zāi)減災(zāi)體系建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，需要一定的政策法規(guī)制度及運(yùn)行機(jī)制來(lái)保障，才能更好地發(fā)揮氣象防災(zāi)減災(zāi)在海綿城市建設(shè)中的保駕護(hù)航作用。

4.3 加強(qiáng)與政府有關(guān)部門的協(xié)作和配合

海綿城市建設(shè)涉及政府多個(gè)部門的協(xié)調(diào)與溝通，也涉及到多個(gè)規(guī)劃的相互配合、調(diào)整和統(tǒng)一，需要強(qiáng)有力的組織管理和實(shí)施能力[5]。政府是海綿城市建設(shè)的責(zé)任主體，應(yīng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)氣象、規(guī)劃、國(guó)土、排水、道路、交通、園林等職能部門，充分發(fā)揮城市總體規(guī)劃的引領(lǐng)作用，因地制宜地確定“海綿城市”的控制目標(biāo)。氣象要聯(lián)合住建、環(huán)保等部門完成海綿城市建設(shè)總體規(guī)劃編制，重點(diǎn)參與做好水系、排水防澇等專項(xiàng)規(guī)劃編制，制定區(qū)域雨水排放管理制度，將雨水年徑流總量控制率、年降雨量、日降雨系數(shù)等作為剛性控制指標(biāo)納入海綿城市建設(shè)指標(biāo)體系并落實(shí)到具體地塊；根據(jù)雨水利用、排水防澇等要求，聯(lián)合有關(guān)部門開(kāi)展城鎮(zhèn)內(nèi)澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)排查，加強(qiáng)城鎮(zhèn)內(nèi)澇氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，建立城市排水防澇、聯(lián)合會(huì)商、險(xiǎn)情報(bào)告、隱患排查等聯(lián)動(dòng)機(jī)制，全面提升城市整體排水防澇能力。

5 結(jié) 語(yǔ)

海綿城市建設(shè)不能生硬照搬他人的經(jīng)驗(yàn)做法，而應(yīng)在科學(xué)的規(guī)劃下，通過(guò)全社會(huì)及相關(guān)部門的共同努力，因地制宜采取符合自身特點(diǎn)的措施，才能真正發(fā)揮出海綿作用，從而改善城市的生態(tài)環(huán)境，提高民眾的生活質(zhì)量。氣象業(yè)務(wù)與海綿城市的“聯(lián)姻”將會(huì)開(kāi)辟氣象業(yè)務(wù)服務(wù)現(xiàn)代城市建設(shè)的新模式，積極推進(jìn)氣象業(yè)務(wù)與城市創(chuàng)新發(fā)展的深度合作，為更好地服務(wù)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。氣象部門應(yīng)該堅(jiān)定信念，提高氣象預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率、氣象防災(zāi)減災(zāi)能力等，認(rèn)真履行氣象部門的公共氣象服務(wù)與社會(huì)管理職責(zé)，使氣象在海綿城市建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。

[1]趙江.海綿城市建設(shè)背景下的城市內(nèi)澇防治探索——以鎮(zhèn)江市為例[J].園林，2015，(7)：26-31.

[2]傅翔宇，李亞峰，王群.國(guó)內(nèi)外海綿城市建設(shè)及應(yīng)用現(xiàn)狀[J].建筑與預(yù)算，2016，(5)：51-54.

[3]崔廣柏，張其成，湛忠宇，陳 玥.海綿城市建設(shè)研究進(jìn)展與若干問(wèn)題探討[J].水資源保護(hù)，2016，32(2)：1-4.

[4]欒勇，劉家宏.海綿城市建設(shè)中相關(guān)支撐技術(shù)簡(jiǎn)介[J].中國(guó)水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2016，14(5)：374-378.

[5]王遲，徐冰峰.海綿城市建設(shè)的難點(diǎn)及建議[J].低溫建筑技術(shù)，2016，(9)：146-147.

MeteorologicalRoleintheConstructionofSpongeCity

WANG Yan1YIN Jun1ZHU Xiaoyan1HU Dandan2

(1.Zhenjiang Meteorological Bureau，Jiangsu 212003；2.Jurong Meteorological Bureau，Jiangsu Zhenjiang 212400)

The construction of sponge city is closely related to the weather，with the development of meteorological industry as the breakthrough point，Discussion the function of Meteorology in the construction of sponge city. The function of Meteorology in the construction of sponge cities is mainly embodied in the multi orientation and multi measures of meteorological departments：First，revise the formula of rainstorm intensity so as to make contributions to scientific planning of urban drainage pipeline and prevention of urban waterlogging；Two is to strengthen monitoring，according to the sponge city construction needs，to participate in monitoring site settings，to provide urban fine precipitation monitoring；Three is to actively carry out urban storm disaster forecasting and early warning，improve fine forecasting and early warning ability，ensure urban easy accumulation waterlogging point，due to heavy rainfall，water timely dredge；Four is to strengthen the capacity of figure building，timely start rainfall operations，and timely mitigation of drought，relying on scientific means to ensure that “sponge”in time to drink Tianshui；Five is to carry out urban heat island effect research，for sponge city construction gives regulatory suggestions. In the new situation，only by expanding the new concept of meteorological service development，improving the construction of meteorological disaster prevention and mitigation system and strengthening cooperation and coordination with relevant government departments，can people and nature live in harmony.

Meteorological；sponge City；Prevent waterlogging

王燕，碩士，工程師，主要研究方向?yàn)闅庀蠓?wù)與應(yīng)用氣象

文獻(xiàn)格式：王 燕 等.氣象在海綿城市建設(shè)中的作用研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(6)：96-98.

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1673-288X(2017)06-0096-03