氣象在海綿城市建設中的作用研究

朱曉

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

氣象在海綿城市建設中的作用研究

王燕1尹君1朱曉燕1胡丹丹2

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

海綿城市建設與氣象息息相關。以氣象事業發展為切入點，探討氣象在海綿城市建設中的作用。氣象在海綿城市建設中的作用主要體現在氣象部門多方位、多舉措參與其中：一是做好暴雨強度公式修訂，為科學規劃城市排水管道、防范城市內澇做出貢獻；二是加強監測，根據海綿城市建設需要，參與監測站點設置，提供城市精細化降水監測；三是積極開展城市暴雨災害預報預警，提高精細化預報預警能力，確保市區易積澇點因強降水積水時及時疏通；四是加強人影能力建設，及時啟動增雨作業，及時緩解旱情，依靠科學手段確保“海綿”及時喝到天水；五是開展城市熱島效應研究，為海綿城市建設給出調控建議。新狀態下，只有拓展氣象服務發展新理念、完善氣象防災減災體系建設、加強與政府有關部門的協作和配合等工作，才能實現人與自然和諧相處。

氣象；海綿城市；防澇s

1 海綿城市提出的背景及意義

近年來各地內澇災害頻發，分析其成因，除了管網標準偏低外，全球氣候變暖帶來的極端天氣增加是災害產生的重要原因。“城市觀海”奇觀層出不窮，影響了城市的正常運行[1]。如何防治城市洪澇災害同時留住雨水讓其變為可利用的資源，已成為我國城市建設和發展中一個急需解決的問題。針對國內城市面臨的內澇問題和水資源短缺并存的問題，城市水問題治理在新常態下需要變革思路，借鑒國外低影響開發理念提出的海綿城市理論應運而生。

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環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用，提升城市生態系統功能和減少城市洪澇災害的發生。

通過海綿城市建設，進一步發揮城市綠地、道路、水系等對雨水吸納、蓄滲和緩釋作用，有效解決新時期城市水資源短缺、內澇頻繁發生等問題，對于改善人民群眾的居住環境，滿足城市居民不斷增長的水需求有著積極的影響，在推動城市化建設方面有一定的現實意義。

2 氣象在海綿城市建設中如何定位

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，打造城市與水生態和諧的水循環系統[2]。建設海綿城市需要系統地研究當地的降雨強度、頻率和場次分布、雨型特點、水資源平衡、水環境容量、面源污染特點、下墊面情況以及城市的內澇防洪方案和生態保護要求。這其中涉及氣象、水利、水文、排水、生態、景觀、環境、規劃等多個專業。海綿城市建設的本質是對雨水的管理，降雨直接影響低影響開發措施的設計，城市地區降雨時空分布具有高度復雜性[3]，應重點加強相關氣象基礎理論研究。因此，在“海綿城市”建設過程中，氣象部門的作用不可或缺。氣象機構作為科技型公益性事業部門，承擔著氣象預測、預報、預警業務，氣象防災減災，應對氣候變化，開發與利用氣候資源等工作與職能，在海綿城市建設中的作用不可忽視。氣象在海綿城市建設中的定位可總結概括為，即氣象是海綿城市建設中最主要的因素之一，扮演著“前沿哨口”的戰略角色，具有基礎性科技基礎保障作用。

3 氣象與海綿城市建設的關系

3.1 暴雨強度公式的更新修編

一座城市排水系統的規劃設計、工程建設首先必須分析當地的水文情況，就是暴雨強度公式的分析工作，暴雨強度公式是城市計算暴雨地面徑流量和確定雨水工程設計規模的重要依據，它的正確性直接關系到城市雨水排水設施建設的投資合理性和運行的安全性。

暴雨強度公式是建立在長系列雨量觀測數據的基礎上，必須在氣象部門的積極支持下才能完成的一項基礎性工作。由于資料限制，以前慣用的暴雨強度公式都是基于個別單站資料的。室外排水設計規范一直是根據傳統暴雨強度公式制定的，已大大落后于城市發展現狀的要求。

在氣候變暖的背景下，極端暴雨的頻率、強度等都在變化。隨著自動化監測的發展，我們需要用更多、更精細化、更高時空分辨率的資料來更新或修正暴雨公式，編制更為精細的暴雨強度公式，以適應“海綿城市”建設的需要。

氣象部門需要將本地歷年的降水資料等數據整理、計算，得出一個符合當地降雨情況的暴雨強度公式，建立起適用性強、精確度高、計算成果更為安全可靠、經濟合理的新一代暴雨強度公式，進一步優化排水系統的規劃設計、提高城市防洪減災能力等方面，必將取得很好的經濟、社會和環境效益。

3.2 提供城市精細化降水監測

建設海綿城市的目的是充分發揮城市綠地、道路、水系等對雨水吸納、蓄滲和緩釋作用，有效緩解城市內澇等，因而雨量的實時監控要得到保證。在海綿城市示范區及周邊區域布置自動氣象站，與原有自動氣象站組成精細化氣象監測站網，實時采集氣象資料，將相關區域降水、氣溫、風向、風速等每分鐘記錄下的基礎氣象資料，通過GPRS移動通訊定時向氣象數據中心傳輸，建設氣象監測及資料數據庫系統，對城區敏感點的降水實況和數據實時采集情況進行監控和分析，以此檢驗海綿城市排泄效果，為海綿城市試點建設提供氣象數據支撐，為海綿城市設施的合理運行、建設項目的效果評估提供準確氣象數據參考。

3.3 發布城市暴雨災害預報預警

建設海綿城市精細化暴雨災害預報預警系統，通過氣象大數據的綜合應用分析、移動互聯等現代信息技術為海綿城市建設提供氣象支撐。一是研發海綿城市精細化暴雨災害預報預警應用系統，實現內澇風險預警信息推送與發布；二是研發基于GPS定位的精細化預報APP終端，開通氣象服務海綿城市微信和微博，實時發布各類氣象預報預警信息。

據了解，海綿城市自動氣象站主要建設在大公園，它們記錄的數據能對城市內澇進行監測預警，還可以在附近增設氣象信息電子顯示屏，通過電子顯示屏實時發布自動站監測到的廣場或者公園的氣象數據，發布當地氣象預警預報信息，這樣一來，不僅能為旅游管理部門做好游客服務工作提供了氣象保障，而且發布的預報預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格化的自動氣象監測，未來的城市天氣預報還會更加精細化，為海綿城市建設提供更加精準高效的氣象保障服務，這是別的部門無法提供的。

3.4 提供人影作業

海綿城市可以統籌蓄水、排水和用水。但從氣候資料來看，我國極端降水的強度和頻率都在增加，城市降水的突發性增強，使城市常常防不勝防，需要依靠科學手段確保“海綿”及時喝到天水。

在突發事件應對方面，各地開展了有益實踐。在江蘇，人工增雨作業成為太湖藍藻綜合治理的重要手段之一；在四川、重慶、福建，人工增雨作業用于改善空氣質量、應對突發污染事件；而上海、浙江等地則開展了夏季人工增雨城市降溫作業；北京、天津等地積極開展了人工消霧作業試驗等。人工影響天氣作業廣泛應用于經濟社會發展的諸多方面，迸發出勃勃生機。

加強人影能力建設，適時啟動人工增雨、消雨作業，有效緩解城市災情，對海綿城市的建設有著重要的作用。在適當條件下通過科技手段對局部大氣物理過程進行人工影響，從而做到防災減災抗災、保障經濟社會發展，通過人工增雨蓄水等方式，在致力于保護環境、修復生態的同時，儲蓄未來發展的動力。

3.5 開展城市熱島效應研究

海綿城市設計的主要目標是“小雨不積水，大雨不內澇，水體不黑臭，熱島有緩解”[4]。海綿城市建設是城市發展理念和建設方式的轉型，可以有效緩解城市熱島現象。城市熱島現象，是指城市因大量的人工發熱、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的現象。城市中心溫度始終比周邊地區的溫度高，導致這一現象的因素是城市中混凝土，柏油和傳統的覆膜屋頂等。海綿城市通過城市植被、濕地、坑塘、溪流的保存與修復，可以明顯增加城市綠地，減少城市熱島效應，調節城市小氣候，改善城市人居環境。

在海綿城市建設的同時可以增設熱島監測站點，進行熱島效應監測分析研究和熱島效應評估等。開展基于氣象站點及衛星遙感數據的主城區熱島分析研究，揭示主城區熱島現狀、時空分布特征，分析影響主城區熱島效應的因素，為海綿城市建設給出調控建議。

4 發揮氣象在海綿城市建設中的作用分析與建議

4.1 拓展氣象服務發展新理念

隨著氣象服務社會化，氣象數據的價值將得到進一步挖掘。氣象服務通過滿足各行業不同需求，來為其發展提供助力。氣象部門要積極貫徹落實國家海綿城市建設行動計劃，主動拓展、主動融入挖掘氣象資源的價值，探索和掌握天氣氣候規律，開展城市降水歷史分布、區域分布、變化趨勢及成因分析的相關研究；發揮氣象數據資源優勢，特別是雷達資料、衛星遙感資料和快速同化更新資料的應用水平，加強監測預警服務網建設，為海綿城市建設提供更加精準高效的氣象保障服務。海綿城市建設對氣象預報準確率精細化要求更高，對氣象服務的人性化個性化需求更加迫切，需要我們更加認真分析政府、社會、百姓對氣象服務的需求，拓展以海綿城市建設促進氣象服務發展新理念。

4.2 完善氣象防災減災體系建設

氣象防災減災是氣象機構在臺風、暴雨等系統性災害天氣來臨前，盡可能早地為政府提供決策建議，為公眾提供災害信息，便于提前做好防范準備。在氣象大數據的綜合應用分析、移動互聯等現代信息技術的基礎上，通過建設精細化暴雨災害預報預警系統，實現內澇風險預警信息推送與發布，為海綿城市建設提供了精準高效的氣象保障。當然，防災減災體系建設是一項復雜的工程，需要一定的政策法規制度及運行機制來保障，才能更好地發揮氣象防災減災在海綿城市建設中的保駕護航作用。

4.3 加強與政府有關部門的協作和配合

海綿城市建設涉及政府多個部門的協調與溝通，也涉及到多個規劃的相互配合、調整和統一，需要強有力的組織管理和實施能力[5]。政府是海綿城市建設的責任主體，應統籌協調氣象、規劃、國土、排水、道路、交通、園林等職能部門，充分發揮城市總體規劃的引領作用，因地制宜地確定“海綿城市”的控制目標。氣象要聯合住建、環保等部門完成海綿城市建設總體規劃編制，重點參與做好水系、排水防澇等專項規劃編制，制定區域雨水排放管理制度，將雨水年徑流總量控制率、年降雨量、日降雨系數等作為剛性控制指標納入海綿城市建設指標體系并落實到具體地塊；根據雨水利用、排水防澇等要求，聯合有關部門開展城鎮內澇災害風險排查，加強城鎮內澇氣象災害風險預警，建立城市排水防澇、聯合會商、險情報告、隱患排查等聯動機制，全面提升城市整體排水防澇能力。

5 結 語

海綿城市建設不能生硬照搬他人的經驗做法，而應在科學的規劃下，通過全社會及相關部門的共同努力，因地制宜采取符合自身特點的措施，才能真正發揮出海綿作用，從而改善城市的生態環境，提高民眾的生活質量。氣象業務與海綿城市的“聯姻”將會開辟氣象業務服務現代城市建設的新模式，積極推進氣象業務與城市創新發展的深度合作，為更好地服務經濟與社會發展做出積極貢獻。氣象部門應該堅定信念，提高氣象預報準確率、氣象防災減災能力等，認真履行氣象部門的公共氣象服務與社會管理職責，使氣象在海綿城市建設中發揮更大的作用。

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

[2]傅翔宇，李亞峰，王群.國內外海綿城市建設及應用現狀[J].建筑與預算，2016，(5)：51-54.

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

[4]欒勇，劉家宏.海綿城市建設中相關支撐技術簡介[J].中國水利水電科學研究院學報，2016，14(5)：374-378.

[5]王遲，徐冰峰.海綿城市建設的難點及建議[J].低溫建筑技術，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，主要研究方向為氣象服務與應用氣象

文獻格式：王 燕 等.氣象在海綿城市建設中的作用研究[J].環境與可持續發展，2017，42(6)：96-98.

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