气象在海绵城市建设中的作用研究

朱晓

(1.镇江市气象局，江苏 镇江 212003；2.句容市气象局，江苏 镇江 212400)

气象在海绵城市建设中的作用研究

王燕1尹君1朱晓燕1胡丹丹2

(1.镇江市气象局，江苏 镇江 212003；2.句容市气象局，江苏 镇江 212400)

海绵城市建设与气象息息相关。以气象事业发展为切入点，探讨气象在海绵城市建设中的作用。气象在海绵城市建设中的作用主要体现在气象部门多方位、多举措参与其中：一是做好暴雨强度公式修订，为科学规划城市排水管道、防范城市内涝做出贡献；二是加强监测，根据海绵城市建设需要，参与监测站点设置，提供城市精细化降水监测；三是积极开展城市暴雨灾害预报预警，提高精细化预报预警能力，确保市区易积涝点因强降水积水时及时疏通；四是加强人影能力建设，及时启动增雨作业，及时缓解旱情，依靠科学手段确保“海绵”及时喝到天水；五是开展城市热岛效应研究，为海绵城市建设给出调控建议。新状态下，只有拓展气象服务发展新理念、完善气象防灾减灾体系建设、加强与政府有关部门的协作和配合等工作，才能实现人与自然和谐相处。

气象；海绵城市；防涝s

1 海绵城市提出的背景及意义

近年来各地内涝灾害频发，分析其成因，除了管网标准偏低外，全球气候变暖带来的极端天气增加是灾害产生的重要原因。“城市观海”奇观层出不穷，影响了城市的正常运行[1]。如何防治城市洪涝灾害同时留住雨水让其变为可利用的资源，已成为我国城市建设和发展中一个急需解决的问题。针对国内城市面临的内涝问题和水资源短缺并存的问题，城市水问题治理在新常态下需要变革思路，借鉴国外低影响开发理念提出的海绵城市理论应运而生。

海绵，是一种多孔材料，具有良好的吸水性。而海绵城市则是指城市像海绵一样在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生。

通过海绵城市建设，进一步发挥城市绿地、道路、水系等对雨水吸纳、蓄渗和缓释作用，有效解决新时期城市水资源短缺、内涝频繁发生等问题，对于改善人民群众的居住环境，满足城市居民不断增长的水需求有着积极的影响，在推动城市化建设方面有一定的现实意义。

2 气象在海绵城市建设中如何定位

海绵城市是一种新型排水防涝思想，利用海绵原理，将雨水吸收并且积蓄，在需要的时候放出并加以利用，使雨量十分可观的水资源加以利用，打造城市与水生态和谐的水循环系统[2]。建设海绵城市需要系统地研究当地的降雨强度、频率和场次分布、雨型特点、水资源平衡、水环境容量、面源污染特点、下垫面情况以及城市的内涝防洪方案和生态保护要求。这其中涉及气象、水利、水文、排水、生态、景观、环境、规划等多个专业。海绵城市建设的本质是对雨水的管理，降雨直接影响低影响开发措施的设计，城市地区降雨时空分布具有高度复杂性[3]，应重点加强相关气象基础理论研究。因此，在“海绵城市”建设过程中，气象部门的作用不可或缺。气象机构作为科技型公益性事业部门，承担着气象预测、预报、预警业务，气象防灾减灾，应对气候变化，开发与利用气候资源等工作与职能，在海绵城市建设中的作用不可忽视。气象在海绵城市建设中的定位可总结概括为，即气象是海绵城市建设中最主要的因素之一，扮演着“前沿哨口”的战略角色，具有基础性科技基础保障作用。

3 气象与海绵城市建设的关系

3.1 暴雨强度公式的更新修编

一座城市排水系统的规划设计、工程建设首先必须分析当地的水文情况，就是暴雨强度公式的分析工作，暴雨强度公式是城市计算暴雨地面径流量和确定雨水工程设计规模的重要依据，它的正确性直接关系到城市雨水排水设施建设的投资合理性和运行的安全性。

暴雨强度公式是建立在长系列雨量观测数据的基础上，必须在气象部门的积极支持下才能完成的一项基础性工作。由于资料限制，以前惯用的暴雨强度公式都是基于个别单站资料的。室外排水设计规范一直是根据传统暴雨强度公式制定的，已大大落后于城市发展现状的要求。

在气候变暖的背景下，极端暴雨的频率、强度等都在变化。随着自动化监测的发展，我们需要用更多、更精细化、更高时空分辨率的资料来更新或修正暴雨公式，编制更为精细的暴雨强度公式，以适应“海绵城市”建设的需要。

气象部门需要将本地历年的降水资料等数据整理、计算，得出一个符合当地降雨情况的暴雨强度公式，建立起适用性强、精确度高、计算成果更为安全可靠、经济合理的新一代暴雨强度公式，进一步优化排水系统的规划设计、提高城市防洪减灾能力等方面，必将取得很好的经济、社会和环境效益。

3.2 提供城市精细化降水监测

建设海绵城市的目的是充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水吸纳、蓄渗和缓释作用，有效缓解城市内涝等，因而雨量的实时监控要得到保证。在海绵城市示范区及周边区域布置自动气象站，与原有自动气象站组成精细化气象监测站网，实时采集气象资料，将相关区域降水、气温、风向、风速等每分钟记录下的基础气象资料，通过GPRS移动通讯定时向气象数据中心传输，建设气象监测及资料数据库系统，对城区敏感点的降水实况和数据实时采集情况进行监控和分析，以此检验海绵城市排泄效果，为海绵城市试点建设提供气象数据支撑，为海绵城市设施的合理运行、建设项目的效果评估提供准确气象数据参考。

3.3 发布城市暴雨灾害预报预警

建设海绵城市精细化暴雨灾害预报预警系统，通过气象大数据的综合应用分析、移动互联等现代信息技术为海绵城市建设提供气象支撑。一是研发海绵城市精细化暴雨灾害预报预警应用系统，实现内涝风险预警信息推送与发布；二是研发基于GPS定位的精细化预报APP终端，开通气象服务海绵城市微信和微博，实时发布各类气象预报预警信息。

据了解，海绵城市自动气象站主要建设在大公园，它们记录的数据能对城市内涝进行监测预警，还可以在附近增设气象信息电子显示屏，通过电子显示屏实时发布自动站监测到的广场或者公园的气象数据，发布当地气象预警预报信息，这样一来，不仅能为旅游管理部门做好游客服务工作提供了气象保障，而且发布的预报预警信息也给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网格化的自动气象监测，未来的城市天气预报还会更加精细化，为海绵城市建设提供更加精准高效的气象保障服务，这是别的部门无法提供的。

3.4 提供人影作业

海绵城市可以统筹蓄水、排水和用水。但从气候资料来看，我国极端降水的强度和频率都在增加，城市降水的突发性增强，使城市常常防不胜防，需要依靠科学手段确保“海绵”及时喝到天水。

在突发事件应对方面，各地开展了有益实践。在江苏，人工增雨作业成为太湖蓝藻综合治理的重要手段之一；在四川、重庆、福建，人工增雨作业用于改善空气质量、应对突发污染事件；而上海、浙江等地则开展了夏季人工增雨城市降温作业；北京、天津等地积极开展了人工消雾作业试验等。人工影响天气作业广泛应用于经济社会发展的诸多方面，迸发出勃勃生机。

加强人影能力建设，适时启动人工增雨、消雨作业，有效缓解城市灾情，对海绵城市的建设有着重要的作用。在适当条件下通过科技手段对局部大气物理过程进行人工影响，从而做到防灾减灾抗灾、保障经济社会发展，通过人工增雨蓄水等方式，在致力于保护环境、修复生态的同时，储蓄未来发展的动力。

3.5 开展城市热岛效应研究

海绵城市设计的主要目标是“小雨不积水，大雨不内涝，水体不黑臭，热岛有缓解”[4]。海绵城市建设是城市发展理念和建设方式的转型，可以有效缓解城市热岛现象。城市热岛现象，是指城市因大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素，造成城市“高温化”，城市中的气温明显高于外围郊区的现象。城市中心温度始终比周边地区的温度高，导致这一现象的因素是城市中混凝土，柏油和传统的覆膜屋顶等。海绵城市通过城市植被、湿地、坑塘、溪流的保存与修复，可以明显增加城市绿地，减少城市热岛效应，调节城市小气候，改善城市人居环境。

在海绵城市建设的同时可以增设热岛监测站点，进行热岛效应监测分析研究和热岛效应评估等。开展基于气象站点及卫星遥感数据的主城区热岛分析研究，揭示主城区热岛现状、时空分布特征，分析影响主城区热岛效应的因素，为海绵城市建设给出调控建议。

4 发挥气象在海绵城市建设中的作用分析与建议

4.1 拓展气象服务发展新理念

随着气象服务社会化，气象数据的价值将得到进一步挖掘。气象服务通过满足各行业不同需求，来为其发展提供助力。气象部门要积极贯彻落实国家海绵城市建设行动计划，主动拓展、主动融入挖掘气象资源的价值，探索和掌握天气气候规律，开展城市降水历史分布、区域分布、变化趋势及成因分析的相关研究；发挥气象数据资源优势，特别是雷达资料、卫星遥感资料和快速同化更新资料的应用水平，加强监测预警服务网建设，为海绵城市建设提供更加精准高效的气象保障服务。海绵城市建设对气象预报准确率精细化要求更高，对气象服务的人性化个性化需求更加迫切，需要我们更加认真分析政府、社会、百姓对气象服务的需求，拓展以海绵城市建设促进气象服务发展新理念。

4.2 完善气象防灾减灾体系建设

气象防灾减灾是气象机构在台风、暴雨等系统性灾害天气来临前，尽可能早地为政府提供决策建议，为公众提供灾害信息，便于提前做好防范准备。在气象大数据的综合应用分析、移动互联等现代信息技术的基础上，通过建设精细化暴雨灾害预报预警系统，实现内涝风险预警信息推送与发布，为海绵城市建设提供了精准高效的气象保障。当然，防灾减灾体系建设是一项复杂的工程，需要一定的政策法规制度及运行机制来保障，才能更好地发挥气象防灾减灾在海绵城市建设中的保驾护航作用。

4.3 加强与政府有关部门的协作和配合

海绵城市建设涉及政府多个部门的协调与沟通，也涉及到多个规划的相互配合、调整和统一，需要强有力的组织管理和实施能力[5]。政府是海绵城市建设的责任主体，应统筹协调气象、规划、国土、排水、道路、交通、园林等职能部门，充分发挥城市总体规划的引领作用，因地制宜地确定“海绵城市”的控制目标。气象要联合住建、环保等部门完成海绵城市建设总体规划编制，重点参与做好水系、排水防涝等专项规划编制，制定区域雨水排放管理制度，将雨水年径流总量控制率、年降雨量、日降雨系数等作为刚性控制指标纳入海绵城市建设指标体系并落实到具体地块；根据雨水利用、排水防涝等要求，联合有关部门开展城镇内涝灾害风险排查，加强城镇内涝气象灾害风险预警，建立城市排水防涝、联合会商、险情报告、隐患排查等联动机制，全面提升城市整体排水防涝能力。

5 结 语

海绵城市建设不能生硬照搬他人的经验做法，而应在科学的规划下，通过全社会及相关部门的共同努力，因地制宜采取符合自身特点的措施，才能真正发挥出海绵作用，从而改善城市的生态环境，提高民众的生活质量。气象业务与海绵城市的“联姻”将会开辟气象业务服务现代城市建设的新模式，积极推进气象业务与城市创新发展的深度合作，为更好地服务经济与社会发展做出积极贡献。气象部门应该坚定信念，提高气象预报准确率、气象防灾减灾能力等，认真履行气象部门的公共气象服务与社会管理职责，使气象在海绵城市建设中发挥更大的作用。

[1]赵江.海绵城市建设背景下的城市内涝防治探索——以镇江市为例[J].园林，2015，(7)：26-31.

[2]傅翔宇，李亚峰，王群.国内外海绵城市建设及应用现状[J].建筑与预算，2016，(5)：51-54.

[3]崔广柏，张其成，湛忠宇，陈 玥.海绵城市建设研究进展与若干问题探讨[J].水资源保护，2016，32(2)：1-4.

[4]栾勇，刘家宏.海绵城市建设中相关支撑技术简介[J].中国水利水电科学研究院学报，2016，14(5)：374-378.

[5]王迟，徐冰峰.海绵城市建设的难点及建议[J].低温建筑技术，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，硕士，工程师，主要研究方向为气象服务与应用气象

文献格式：王 燕 等.气象在海绵城市建设中的作用研究[J].环境与可持续发展，2017，42(6)：96-98.

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