池州市海綿城市建設工程氣象服務實踐與探索

王甲生，潘維良，黃高平

(安徽省池州市氣象局，安徽 池州 247000)

1 引言

池州市以生態立市，是我國第一批生態經濟示范區，也是長江經濟帶和皖南國際旅游示范區的重要組成部分。全市境內有三大水系十條河流，中心城區有“三山三河三湖”。2015年4月，池州市成為首批十六家國家級“海綿城市”建設試點城市之一。三年來，池州市按照習近平總書記對長江經濟帶“共抓大保護，不搞大開發”的總體要求，以生態本底保護和城市水環境的改善為核心目標，形成流域系統治理的海綿城市建設思路，2018年全面完成了主城區海綿城市117個項目建設，減少了城市居民生命與財產損失。

作為基礎性服務型的氣象部門，池州市氣象局一直致力于當地氣象服務工作，在海綿城市建設中，積極參與海綿城市建設工程中立項準備、項目實施、竣工驗收和運行維護階段的專業氣象服務，適時開展城市內澇預警試點示范建設工程，為池州市海綿城市建設提供了有力支撐。

2 立項準備階段氣象服務

工程項目建設前的立項準備工作涉及方方面面，大多需經過氣候可行性論證，如何做好工程項目立項準備階段的氣象服務，池州市氣象部門主要做了以下幾項工作。

(1) 提供必要的氣象資料。城市建設總體規劃編制及城區排水、防澇等專項規劃編制離不開氣象科學支持，氣象資料功不可沒。池州市國家氣象觀測站自1959年1月1日起開始觀測，氣象資料長度接近60年，基本上能滿足規劃編制所需的數據要求。因此，在池州市海綿城市建設的申請立項階段，為項目前期的專項規劃、論證提供完整、客觀、科學的氣象資料是海綿城市氣象服務最基礎的服務內容。

(2) 研制暴雨強度公式。暴雨強度公式是反映降雨規律、指導城市排水防澇工程設計和相關設施建設的重要基礎[1]。受市住建委委托，池州市氣象局聯合安徽華云氣象災害風險評估中心、安徽省氣候可行性論證中心，按照《室外排水設計規范》(GB50014)、中國氣象局《城市排水工程設計——暴雨強度公式編制技術指南》的要求，利用池州市及縣氣象站資料，及時開展《池州市暴雨強度公式適用性研究》，并編制了《池州市暴雨強度公式編制技術報告》，為海綿城市建設專項服務提供了有力的氣象技術支撐。

(3) 確定低影響開發設施設計規模的降雨量控制值。根據池州“海綿城市”建設總體要求，在海綿城市規劃設計中，構建海綿城市低影響開發雨水綜合利用系統，對規劃區的極端降雨控制目標進行量化，確定了示范區年徑流總量控制率達72%，對應的設計降雨量為24.2 mm/d[2]，規劃了控制目標。

3 項目實施階段氣象服務

項目實施階段的氣象服務主要包括常規氣象服務和專業氣象服務[3]。

3.1 常規氣象服務

服務內容有：一般天氣條件下的晴雨、降水量、溫度(最高、最低)、風(風力風向)等氣象要素；異常天氣包括大霧、強冷空氣、雷暴、雷雨大風、冰雹、臺風、暴雨(大暴雨)、大雪、高溫、低溫凍害等天氣現象。

服務方式包括：電視天氣預報、電話告知、96121電話自動答詢、預警短信、微信微博新媒體等。

3.2 專業氣象服務

此階段專業氣象服務主要有兩項：一是作為普通建筑工程施工企業所需的短時、短期天氣預報服務。在所有的氣象要素中，降雨或降水是影響最大的，氣溫、風力其次。氣象部門盡力提供準確及時的服務，以便室外作業根據晴雨預報來安排工程建設。二是海綿城市建設特殊性，對氣象服務的專業要求。如在海綿城市工程性技術措施和非工程性技術措施中，與一般的建筑項目相比，非工程性技術措施中考慮氣象因子的影響更多。因此，在專業氣象服務中，采取的具體措施有以下幾點。

(1)增設雨量觀測站點。在海綿城市建設重點區域內，除市氣象局本站、平天湖西觀測站、天堂湖新區多要素自動站外，還在南湖公園、天堂湖公園、平天湖度假區、二院樓頂、江口村委樓頂、池口小學增設了6套雨量觀測站[4]，為系統建設提供實時氣象探測資料(降水，氣溫，最高、最低氣溫)，做到了觀測數據在市海綿辦、市氣象局、水務局之間互聯互通、實時傳輸。

(2)開展海綿城市建設氣象服務課題研究。根據池州市海綿城市建設實際，市氣象局申請了安徽省氣象局2017年度新技術集成基金項目，積極開展池州市“海綿城市”重點區氣象服務課題研究。在宏觀層面上，對海綿城市建設的氣象問題進行思考與探索；在具體措施方面，分析并確立了海綿城市建設工程附屬設施自動雨量監測站的站網布設及工程建設方案；在城市暴雨內澇氣象服務對策研究中，為開發海綿城市氣象服務系統軟件平臺創造條件；其多項研究成果在期刊上發表或參加了部門內科技論壇交流。

(3) 開發海綿城市氣象服務系統軟件平臺。該平臺集數據采集處理、分鐘級降水預報、城市積澇監測警示、信息發布管理、數據統計查詢等功能于一體。基于分鐘級雷達降水預測數據進行的降雨預報監測，分辨率達1 km×1 km，每10 min自動生成未來30～120 min面雨量趨勢圖，彌補了雨量實況監測滯后問題。

(4) 建設 “池州氣象防災減災預警中心”。池州市氣象防災減災中心位于“海綿城市”建設的重點區——天堂湖新區，占地總面積20208 m2，建筑面積6000 m2，2015年9月工程開工建設，2018年10月投入使用。該項目在立項、設計、施工、驗收等環節，以下沉式綠地、可滲透路面、雨水花園及管網改造、雨水收集回用設施為主的“海綿城市”建筑小區系統為建設標準[5]，為天堂湖新區后續改造或新建工程起到了示范作用。

4 竣工驗收階段氣象服務

(1) 確定中、長期防洪排澇指標。池州市海綿城市的建設目標要求城市內澇防治標準達30年一遇，城市防洪標準達100年一遇。池州海綿城市建設為期三年，基本解決了汛期之外的強降水造成的內澇，但在2015、2016年建設期內的主汛期，由于出現了特大暴雨過程，仍然造成了較為明顯的內澇。因此，對比分析2015、2016、2017年的大暴雨過程，無論對于海綿城市的驗收，還是對海綿城市建設首要解決的防洪排澇問題，都很有必要。

(2) 強化城市積澇監測。為達到海綿城市“小雨不積水，大雨不內澇，水體不黑臭”的基本實現，在海綿城市建設的三年時間里，池州市氣象部門加強與住建委、城防辦、民政局等多部門聯系，獲得了較為準確的城市積澇信息，為池州市“海綿城市”重點區氣象服務系統、池州市“海綿城市”氣象服務研究這兩個研究課題提供第一手資料，對海綿城市建設工程項目竣工驗收把到了氣象“觀感質量”關。

(3)驗證城市“熱島效應”。城市熱島效應有不同層面上的定義:城市邊界層的熱島、城市冠層的熱島以及城市地表的熱島。前兩項表征的是城區與郊區大氣的溫差，后一項表征的是城區與郊區地表的溫差[6]。事實上，海綿城市建設目標中就包含“熱島有緩解”功能，針對這項指標，池州氣象部門采用兩景衛星遙感影像(Landsat8 OLI/TIRS)技術，對海綿城市建設區進行對比分析研究，得出了在工程建設之前(2016年7月25日)的熱島強度為0.19，在建設后(2017年7月28日)則為0.18，由此推斷，海綿城市建設區在建設后，本地區的熱島強度確有下降。

5 運行維護階段氣象服務

海綿城市建設是一個復雜的系統工程，工程驗收通過后，如何保證工程的正常運行和管理并發揮工程效益，氣象服務必需適時跟進。城市積澇的實時監控、預警發布和干旱階段的人工影響天氣等工作是氣象部門的職責所在，但也需要其他部門的協同配合。做好海綿城市氣象服務工作，氣象部門要積極主動，相關部門也要把氣象服務作為海綿城市建設中的一個不可或缺的組成部分。

(1)繼續完善池州市“海綿城市重點區氣象服務系統”。在前期實地考察、積澇點普查、服務需求調研、系統框架構建等工作的基礎上，氣象部門仍需進一步與市海綿辦加強聯系，實現與市海綿辦、住建委、水務局、應急辦、民政局、交通局、公安(交警)局等單位對接，及時記錄城市積水點所在位置、積水深度和影響范圍、對應暴雨強度等基礎信息，動態更新城市暴雨內澇基礎數據，在服務需求和供給方面做到合理均衡。

(2)加強城市內澇信息共享和預警信息發布工作。此階段的氣象服務工作要進一步完善城市內澇基礎信息共享機制，要充分利用雷達、衛星、自動氣象站、高密度雨量站等各種觀測資料和INCA等短時臨近預報工具，做好城市內澇強降水監測預警。進一步強化面向城市內澇責任單位、責任人的預警信息傳播，保證信息互聯互通，便于政府和市政部門根據城市內澇預警信息，結合城市水情、城市排水系統現狀，以及實時監控視頻信息等情況，建立和完善部門應急預案，指導開展城市內澇防范和采取針對性應對措施。

(3)強化城市暴雨內澇風險預警科學技術支撐。依照國際氣象組織規定，暴雨強度公式每10年要進行一輪滾動修訂。池州市最新的暴雨強度公式于2013年制定，資料選取的是池州市國家一般氣象站1983～2012年連續30年的氣象觀測自記雨量記錄。隨著海綿城市建設工程的運行，根據《池州市暴雨強度公式編制技術報告》的建議，氣象部門有必要依據國家最新技術標準進行滾動修訂，盡量做到每10年進行一次修訂。下一步的修訂要及時利用最新高分辨降水資料，重在提高暴雨強度公式的精度。同時，要加強城市內澇風險預警科學技術研發，科學確定城市暴雨導致內澇閾值，聯合制作精細化城市內澇風險區劃圖。

(4)建立城市內澇預警工作定期報告制度。氣象部門要明確城市內澇預警工作責任單位和聯絡人，發生城市內澇時要及時通報雨情、澇情、災情以及應對處置情況信息并向上級單位報告。要對城市內澇預警工作開展和落實情況進行總結，加強信息溝通和工作聯系。

6 結語

作為非工程性措施，氣象與海綿城市建設是密切相關的。氣象部門應發揮專業優勢，開展海綿城市建設氣象服務，分析海綿城市建設工程實施與管理需求，結合專業氣象服務特點，圍繞城市自然氣候資源本體條件，開展城市內澇成因分析及暴雨致災風險區劃，探求氣象因子影響的主要問題和解決方案。對不同季節、不同強度的氣象因子，要進一步分析其對海綿城市建設的內在影響，以及與公益氣象服務、公眾氣象服務、專業氣象服務的聯系和區別，有針對性地尋求合理服務方式、合適服務內容，并對服務對象的服務效果進行評估和改進，為海綿城市建設提供更加精準高效的氣象保障服務。