池州市海綿城市建設(shè)工程氣象服務(wù)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(tài)立市，是我國第一批生態(tài)經(jīng)濟示范區(qū)，也是長江經(jīng)濟帶和皖南國際旅游示范區(qū)的重要組成部分。全市境內(nèi)有三大水系十條河流，中心城區(qū)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(shè)試點城市之一。三年來，池州市按照習近平總書記對長江經(jīng)濟帶“共抓大保護，不搞大開發(fā)”的總體要求，以生態(tài)本底保護和城市水環(huán)境的改善為核心目標，形成流域系統(tǒng)治理的海綿城市建設(shè)思路，2018年全面完成了主城區(qū)海綿城市117個項目建設(shè)，減少了城市居民生命與財產(chǎn)損失。

作為基礎(chǔ)性服務(wù)型的氣象部門，池州市氣象局一直致力于當?shù)貧庀蠓?wù)工作，在海綿城市建設(shè)中，積極參與海綿城市建設(shè)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(yè)氣象服務(wù)，適時開展城市內(nèi)澇預警試點示范建設(shè)工程，為池州市海綿城市建設(shè)提供了有力支撐。

2 立項準備階段氣象服務(wù)

工程項目建設(shè)前的立項準備工作涉及方方面面，大多需經(jīng)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(wù)，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(shè)總體規(guī)劃編制及城區(qū)排水、防澇等專項規(guī)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(guī)劃編制所需的數(shù)據(jù)要求。因此，在池州市海綿城市建設(shè)的申請立項階段，為項目前期的專項規(guī)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(wù)最基礎(chǔ)的服務(wù)內(nèi)容。

(2) 研制暴雨強度公式。暴雨強度公式是反映降雨規(guī)律、指導城市排水防澇工程設(shè)計和相關(guān)設(shè)施建設(shè)的重要基礎(chǔ)[1]。受市住建委委托，池州市氣象局聯(lián)合安徽華云氣象災(zāi)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(shè)計規(guī)范》(GB50014)、中國氣象局《城市排水工程設(shè)計——暴雨強度公式編制技術(shù)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(shù)報告》，為海綿城市建設(shè)專項服務(wù)提供了有力的氣象技術(shù)支撐。

(3) 確定低影響開發(fā)設(shè)施設(shè)計規(guī)模的降雨量控制值。根據(jù)池州“海綿城市”建設(shè)總體要求，在海綿城市規(guī)劃設(shè)計中，構(gòu)建海綿城市低影響開發(fā)雨水綜合利用系統(tǒng)，對規(guī)劃區(qū)的極端降雨控制目標進行量化，確定了示范區(qū)年徑流總量控制率達72%，對應(yīng)的設(shè)計降雨量為24.2 mm/d[2]，規(guī)劃了控制目標。

3 項目實施階段氣象服務(wù)

項目實施階段的氣象服務(wù)主要包括常規(guī)氣象服務(wù)和專業(yè)氣象服務(wù)[3]。

3.1 常規(guī)氣象服務(wù)

服務(wù)內(nèi)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(xiàn)象。

服務(wù)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(yè)氣象服務(wù)

此階段專業(yè)氣象服務(wù)主要有兩項：一是作為普通建筑工程施工企業(yè)所需的短時、短期天氣預報服務(wù)。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(wù)，以便室外作業(yè)根據(jù)晴雨預報來安排工程建設(shè)。二是海綿城市建設(shè)特殊性，對氣象服務(wù)的專業(yè)要求。如在海綿城市工程性技術(shù)措施和非工程性技術(shù)措施中，與一般的建筑項目相比，非工程性技術(shù)措施中考慮氣象因子的影響更多。因此，在專業(yè)氣象服務(wù)中，采取的具體措施有以下幾點。

(1)增設(shè)雨量觀測站點。在海綿城市建設(shè)重點區(qū)域內(nèi)，除市氣象局本站、平天湖西觀測站、天堂湖新區(qū)多要素自動站外，還在南湖公園、天堂湖公園、平天湖度假區(qū)、二院樓頂、江口村委樓頂、池口小學增設(shè)了6套雨量觀測站[4]，為系統(tǒng)建設(shè)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(shù)據(jù)在市海綿辦、市氣象局、水務(wù)局之間互聯(lián)互通、實時傳輸。

(2)開展海綿城市建設(shè)氣象服務(wù)課題研究。根據(jù)池州市海綿城市建設(shè)實際，市氣象局申請了安徽省氣象局2017年度新技術(shù)集成基金項目，積極開展池州市“海綿城市”重點區(qū)氣象服務(wù)課題研究。在宏觀層面上，對海綿城市建設(shè)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(shè)工程附屬設(shè)施自動雨量監(jiān)測站的站網(wǎng)布設(shè)及工程建設(shè)方案；在城市暴雨內(nèi)澇氣象服務(wù)對策研究中，為開發(fā)海綿城市氣象服務(wù)系統(tǒng)軟件平臺創(chuàng)造條件；其多項研究成果在期刊上發(fā)表或參加了部門內(nèi)科技論壇交流。

(3) 開發(fā)海綿城市氣象服務(wù)系統(tǒng)軟件平臺。該平臺集數(shù)據(jù)采集處理、分鐘級降水預報、城市積澇監(jiān)測警示、信息發(fā)布管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計查詢等功能于一體。基于分鐘級雷達降水預測數(shù)據(jù)進行的降雨預報監(jiān)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(jiān)測滯后問題。

(4) 建設(shè) “池州氣象防災(zāi)減災(zāi)預警中心”。池州市氣象防災(zāi)減災(zāi)中心位于“海綿城市”建設(shè)的重點區(qū)——天堂湖新區(qū)，占地總面積20208 m2，建筑面積6000 m2，2015年9月工程開工建設(shè)，2018年10月投入使用。該項目在立項、設(shè)計、施工、驗收等環(huán)節(jié)，以下沉式綠地、可滲透路面、雨水花園及管網(wǎng)改造、雨水收集回用設(shè)施為主的“海綿城市”建筑小區(qū)系統(tǒng)為建設(shè)標準[5]，為天堂湖新區(qū)后續(xù)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(wù)

(1) 確定中、長期防洪排澇指標。池州市海綿城市的建設(shè)目標要求城市內(nèi)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(shè)為期三年，基本解決了汛期之外的強降水造成的內(nèi)澇，但在2015、2016年建設(shè)期內(nèi)的主汛期，由于出現(xiàn)了特大暴雨過程，仍然造成了較為明顯的內(nèi)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(shè)首要解決的防洪排澇問題，都很有必要。

(2) 強化城市積澇監(jiān)測。為達到海綿城市“小雨不積水，大雨不內(nèi)澇，水體不黑臭”的基本實現(xiàn)，在海綿城市建設(shè)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(lián)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(qū)氣象服務(wù)系統(tǒng)、池州市“海綿城市”氣象服務(wù)研究這兩個研究課題提供第一手資料，對海綿城市建設(shè)工程項目竣工驗收把到了氣象“觀感質(zhì)量”關(guān)。

(3)驗證城市“熱島效應(yīng)”。城市熱島效應(yīng)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(qū)與郊區(qū)大氣的溫差，后一項表征的是城區(qū)與郊區(qū)地表的溫差[6]。事實上，海綿城市建設(shè)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(wèi)星遙感影像(Landsat8 OLI/TIRS)技術(shù)，對海綿城市建設(shè)區(qū)進行對比分析研究，得出了在工程建設(shè)之前(2016年7月25日)的熱島強度為0.19，在建設(shè)后(2017年7月28日)則為0.18，由此推斷，海綿城市建設(shè)區(qū)在建設(shè)后，本地區(qū)的熱島強度確有下降。

5 運行維護階段氣象服務(wù)

海綿城市建設(shè)是一個復雜的系統(tǒng)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(fā)揮工程效益，氣象服務(wù)必需適時跟進。城市積澇的實時監(jiān)控、預警發(fā)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(xié)同配合。做好海綿城市氣象服務(wù)工作，氣象部門要積極主動，相關(guān)部門也要把氣象服務(wù)作為海綿城市建設(shè)中的一個不可或缺的組成部分。

(1)繼續(xù)完善池州市“海綿城市重點區(qū)氣象服務(wù)系統(tǒng)”。在前期實地考察、積澇點普查、服務(wù)需求調(diào)研、系統(tǒng)框架構(gòu)建等工作的基礎(chǔ)上，氣象部門仍需進一步與市海綿辦加強聯(lián)系，實現(xiàn)與市海綿辦、住建委、水務(wù)局、應(yīng)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(yīng)暴雨強度等基礎(chǔ)信息，動態(tài)更新城市暴雨內(nèi)澇基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在服務(wù)需求和供給方面做到合理均衡。

(2)加強城市內(nèi)澇信息共享和預警信息發(fā)布工作。此階段的氣象服務(wù)工作要進一步完善城市內(nèi)澇基礎(chǔ)信息共享機制，要充分利用雷達、衛(wèi)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(nèi)澇強降水監(jiān)測預警。進一步強化面向城市內(nèi)澇責任單位、責任人的預警信息傳播，保證信息互聯(lián)互通，便于政府和市政部門根據(jù)城市內(nèi)澇預警信息，結(jié)合城市水情、城市排水系統(tǒng)現(xiàn)狀，以及實時監(jiān)控視頻信息等情況，建立和完善部門應(yīng)急預案，指導開展城市內(nèi)澇防范和采取針對性應(yīng)對措施。

(3)強化城市暴雨內(nèi)澇風險預警科學技術(shù)支撐。依照國際氣象組織規(guī)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(xù)30年的氣象觀測自記雨量記錄。隨著海綿城市建設(shè)工程的運行，根據(jù)《池州市暴雨強度公式編制技術(shù)報告》的建議，氣象部門有必要依據(jù)國家最新技術(shù)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(nèi)澇風險預警科學技術(shù)研發(fā)，科學確定城市暴雨導致內(nèi)澇閾值，聯(lián)合制作精細化城市內(nèi)澇風險區(qū)劃圖。

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

6 結(jié)語

作為非工程性措施，氣象與海綿城市建設(shè)是密切相關(guān)的。氣象部門應(yīng)發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢，開展海綿城市建設(shè)氣象服務(wù)，分析海綿城市建設(shè)工程實施與管理需求，結(jié)合專業(yè)氣象服務(wù)特點，圍繞城市自然氣候資源本體條件，開展城市內(nèi)澇成因分析及暴雨致災(zāi)風險區(qū)劃，探求氣象因子影響的主要問題和解決方案。對不同季節(jié)、不同強度的氣象因子，要進一步分析其對海綿城市建設(shè)的內(nèi)在影響，以及與公益氣象服務(wù)、公眾氣象服務(wù)、專業(yè)氣象服務(wù)的聯(lián)系和區(qū)別，有針對性地尋求合理服務(wù)方式、合適服務(wù)內(nèi)容，并對服務(wù)對象的服務(wù)效果進行評估和改進，為海綿城市建設(shè)提供更加精準高效的氣象保障服務(wù)。