編者按
近日，2015年國家海綿城市建設試點名單正式公布。遷安、白城、鎮(zhèn)江、嘉興、池州、廈門、萍鄉(xiāng)、濟南、鶴壁、武漢、常德、南寧、重慶、遂寧、貴安新區(qū)和西咸新區(qū)等16地入選。海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應環(huán)境變化和應對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。這是一項綜合的巨大的工程，許多問題有待深思。氣象部門也在積極探索，為海綿城市建設貢獻力量。
武漢：水治理中的氣象思維
武漢，一座兩江交匯、河湖眾多、河網(wǎng)發(fā)達的“水城”，一個年均降水量在1200毫米左右的豐雨城市，因水而盛，也因水而難。2011年6月，遭遇強降雨襲擊后，“到武漢看海”讓這座“水城”尷尬地名揚全國，暴露出亟待解決的城市內(nèi)澇等一系列“水”問題。
湖北武漢作為國家首批“海綿城市”建設試點城市之一，正致力于全面解決城市內(nèi)澇、水污染、洪澇災害等問題，為根治“水”問題、合理利用水資源、保護生態(tài)環(huán)境開啟了全新的治理方式。其中，打造“海綿城市”最重要的一環(huán)，即對雨水的吸蓄、利用，需要大量氣象資料和各類數(shù)據(jù)，也需要對城市氣候全面分析、對天氣情況準確把握、對降雨精準預測，武漢市氣象局當仁不讓，接此重任。
“助力武漢打造‘海綿城市’，氣象部門能做的工作有很多。”武漢市氣象臺臺長劉火勝說。武漢市地處長江中下游沖擊泛濫平原，這是水災害頻發(fā)地區(qū)，其中心城區(qū)由大江、大河和堤防圍合而成，地勢平坦，加上充沛的降雨量，每年長達半年之久的汛期，加之洪澇同期“交匯”的特點，因此水安全問題突出，這也是‘海綿城市’建設當務之急需要解決的問題。
在如何利用雨水方面，武漢市氣象局和水務部門已經(jīng)創(chuàng)建“積水預警”成功案例。在該項目中，武漢市氣象局主要采取四種措施：增加基礎設備，在常青、后湖等大型泵站安裝自動氣象站，收集降水等氣象資料；研發(fā)漬澇體系和預警服務系統(tǒng)，以城區(qū)80多處主要漬澇易發(fā)點為研究對象，開發(fā)城市排漬氣象服務系統(tǒng)和泵站排澇調(diào)度氣象服務等子系統(tǒng)，形成漬澇指標體系。同時還應用精細化降水預報產(chǎn)品，根據(jù)漬澇災害風險評估模型，建立武漢市內(nèi)澇災害風險預警模型演算方法，制作風險預警產(chǎn)品，研發(fā)了城市內(nèi)澇氣象風險預警服務系統(tǒng)，對武漢市24小時內(nèi)強降水造成的積水進行預報預警。市氣象局還加強與水務局的溝通聯(lián)系，建立了氣象水文等信息共享和技術合作機制。當氣象局預測到24小時內(nèi)有大雨或暴雨時，在水務部門歷史資料基礎上，確定可能漬水的地段，通過手機短信和電視天氣預報等手段，提前向社會發(fā)布積水預警，指導市民和車輛繞行，引導交管人員加強現(xiàn)場管理。
面對水安全治理問題，氣象部門要如何作為？“打鐵還需自身硬，就是要鉚足勁兒把氣象工作做到家。”劉火勝認為要想攬下這個瓷器活，就得有個“金剛鉆”——那就是達到“精”的能力。他認為，要想精準監(jiān)測預報天氣，對降雨的時間、區(qū)域、雨量掌握清楚，就得提高監(jiān)測預報預警水平。武漢河湖眾多，經(jīng)濟社會資源高度密集，人口集中，提高氣象監(jiān)測水平還要有針對性，重點提高江河湖泊流域、氣象災害防御脆弱區(qū)、重大氣象災害頻發(fā)區(qū)、重要經(jīng)濟區(qū)、重要交通干線和樞紐的氣象災害監(jiān)測能力。
同時，還要建立精細化的氣象服務系統(tǒng)，提供精細到武漢三鎮(zhèn)每個街區(qū)的天氣預報預警服務；精細到以小時為單位，對實時溫度、降雨量、風向等氣象要素進行預報；精細到對不同行業(yè)、不同環(huán)境，包括對一些大型室外活動提供專業(yè)性、針對性極強的氣象服務。這需要建立和完善武漢大城市公共氣象服務系統(tǒng)，建設城市圈交通、電力、能源綜合氣象服務系統(tǒng)，強化針對大型社區(qū)、交通樞紐、商業(yè)區(qū)等人口密集區(qū)域的氣象服務，把氣象服務做精做細，做到無微不至、無所不在。當然，精細化預報和服務的基礎還包括建設氣象防災減災基礎工程，武漢市將重點實施新一代天氣雷達、暴雨精細化監(jiān)測預警、農(nóng)村氣象災害監(jiān)測預警等氣象災害防御工程，并將其與低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、城市雨水管渠系統(tǒng)、超標雨水徑流排放系統(tǒng)的建設緊密結(jié)合。
在劉火勝看來，氣象監(jiān)測預報預警水平提升了，氣象服務精細化了，就能準確提供情報，讓“海綿城市”對雨水的吸蓄、釋放達到最優(yōu)效果。
重慶：打造會“呼吸”的立體城市
作為“海綿城市”建設試點的重慶，正在積極打造會“呼吸”的山水園林城市、山地立體城市。在破解水生態(tài)與城市發(fā)展難題中，氣象工作者積極探索，并以服務作為保障。
探索山地“海綿城市”樣本
重慶市政協(xié)委員況平曾指出：“重慶屬典型山地城市，坡地洼地并存，呈現(xiàn)出不同的雨水徑流特點。在一些坡度較大的地區(qū)，雨水呈快排快泄的特征，但若疏導不當，極易誘發(fā)災害。”
重慶雨量充沛，近年來極端天氣時有發(fā)生，山體滑坡、泥石流、洪澇等災害隱患大；再加上隨著城鎮(zhèn)化進程的加快，建設大量鋼筋水泥建筑，城市路面硬化度不斷提高，不透水性地面迅速增加。2007年“7·17”強降水、2009年“8·4”暴雨、2010年“7·11”強降雨、2013年重慶西部暴雨等，導致主城區(qū)部分地區(qū)出現(xiàn)排水不暢、內(nèi)澇、交通堵塞現(xiàn)象，造成了較為嚴重的社會影響和經(jīng)濟損失。可以說，重慶建設“海綿城市”，有其多重現(xiàn)實需求。
為破解城市發(fā)展中的問題，做到科學管理雨水，把雨水蓄起來、用起來，重慶開始探索打造山地“海綿城市”樣本。2014年，重慶確立兩江新區(qū)悅來新城為海綿城市試點地區(qū)，這一試點區(qū)域山水特征和地形地貌具有典型的山地城市特點。在此開展試點，其示范效應不僅能輻射整個重慶市域，也將為全國山地海綿城市建設提供參考。
據(jù)悉，該區(qū)域目前正著眼于完善“海綿城市”的空間均衡布局和系統(tǒng)治理體系，在城市建設中，突破“以排為主”的傳統(tǒng)雨水管理理念，以建筑、道路、綠地等作為載體，通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等技術，設置可吸水的“海綿體”。與此同時，還將進一步聯(lián)通、聯(lián)動市政工程、水道、城市公園、城市濕地等，努力形成全域性“生態(tài)治水”格局。
氣象服務城市積澇防御
保障城市排水防澇安全，是“海綿城市”建設的重要前提。
近年來，由于暴雨徑流設計值偏小，直接引發(fā)雨水排水不暢，重慶亟需重新核定城市排水管渠標準。而暴雨強度公式和設計暴雨雨型則是城市排水管渠標準的重要組成部分。重慶市氣候中心與市政設計研究院聯(lián)合完成的主城排水管網(wǎng)規(guī)劃設計暴雨強度公式和暴雨雨型項目，為做好城市暴雨內(nèi)澇防御奠定了基礎。
重慶市氣候中心主任程炳巖介紹說：“暴雨強度公式和設計暴雨雨型都是用來計算室外排水設計中的雨水設計流量的。暴雨強度公式是某一時段內(nèi)平均暴雨強度，是根據(jù)歷史氣象資料，采用數(shù)理統(tǒng)計方法推導而得；而設計暴雨雨型是降雨強度在時間尺度上的分配過程，是在大量分鐘降水過程資料的基礎上，選用當?shù)赜写硇缘慕涤陥龃危捎脭?shù)理統(tǒng)計方法計算得到，能反映大多數(shù)暴雨強度過程的變化規(guī)律。”
暴雨公式在使用過程中，提高了設計管道的管徑，有效指導了工程設計，受到市政設計公司的充分肯定。《重慶市主城區(qū)排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃》也充分吸納了兩項研究成果，確保了編制結(jié)果的準確性。
創(chuàng)新城鎮(zhèn)供水氣象服務
去年重慶市銅梁區(qū)遭遇“6·30”大暴雨，造成涪江取水主管道嚴重堵塞，導致城區(qū)停水達半個月。其實銅梁區(qū)在城鎮(zhèn)供水方面，長期存在著夏季用水缺口大，同時暴雨、高溫干旱、冰凍、雷電等氣象災害影響大等問題。
為緩解城市水資源壓力，保障城鎮(zhèn)供水安全，銅梁區(qū)氣象局對該區(qū)城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)開展了氣象災害風險評估，并通過取水點水位信息、降雨量、雷電、冰凍等信息的實時動態(tài)監(jiān)測和直觀的三維可視化管理，結(jié)合專家模型，對城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)開展了精細化專業(yè)氣象服務。另外，針對主取水點取水受涪江水位影響較大的情況，該局開展了涪江水位與流域降水量的關系研究，并初步建立了致災臨界閾值的氣象風險預警技術模型，為預警工作提供了科學依據(jù)。
精細化專業(yè)氣象服務，為城鎮(zhèn)供水的生產(chǎn)、調(diào)度、取水安全等充分保駕護航，城鎮(zhèn)供水的社會效益與經(jīng)濟效益顯著提升。
另外，重慶市市政部門目前正在牽頭編制城市給水工程計劃，利用降水歷史資料開展相關研究，為計劃編制提供科學依據(jù)，以保障生產(chǎn)、工業(yè)、生活用水以及水資源安全，。
“海綿城市”建設是一個系統(tǒng)工程。重慶市氣象部門已在城市氣象服務方面開展了一些探索，但結(jié)合城市水生態(tài)系統(tǒng)，還需要進一步創(chuàng)新思路，做好部門間的溝通合作，找好切入點和結(jié)合點，使“海綿城市”建設中融入更多氣象智慧和氣象力量。
貴安新區(qū)：讓城市的水更有“彈性”
“既高興又感覺到壓力更大了。”當貴州省貴安新區(qū)入選全國首批海綿城市建設試點后，貴安新區(qū)農(nóng)林水務局局長助理呂文忠就開始忙碌起來。前不久，記者見到他時，他正抱著一大摞方案，這些材料都是要在接下來的幾輪討論中用到的。
“這一次能申報成功，有氣象部門的一份功勞。”呂文忠說。從2014年下半年，他們就陸續(xù)向省氣象局，花溪、安順、平壩等氣象部門收集氣候特點信息，包括1984年到2013年各年份5分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘……180分鐘共12個時段的最大降雨量，以及各月份降雨量、日照時數(shù)等數(shù)據(jù)。
“在貴安新區(qū)是否具備打造海綿城市的條件中，降雨量的多少至關重要。”呂文忠解釋說，推薦城市須滿足多個條件，在城市發(fā)展對排水防澇基礎設施建設、調(diào)蓄雨洪和應急管理能力方面要求多年平均降雨量不低于400毫米。因此，申報城市區(qū)位條件、地形地貌、地質(zhì)水文條件、降雨特性、洪澇特點等情況成為打造“海綿城市”的重要條件。
平壩縣處于貴安新區(qū)中心，該縣氣象局提供了當?shù)卦敿毜臍夂蛱卣髻Y料。“貴安新區(qū)所在區(qū)域?qū)賮啛釒Ц咴撅L濕潤氣候區(qū)，雨量充沛，多年平均降雨量1157.8毫米，比全國平均年降水量多528.8毫米。”呂文忠說，這是個理想的結(jié)果。
貴州省氣候中心則采用中國氣象局認定的暴雨強度計算系統(tǒng)，擬合出的貴安新區(qū)暴雨強度區(qū)間公式結(jié)果精度高，滿足貴安新區(qū)室外排水規(guī)劃設計需要，成為編制相關規(guī)劃、工程建設的基礎和依據(jù)。短時強降雨對于城市管道網(wǎng)的布局等建設非常重要。呂文忠給筆者打了個比方，一平方公里內(nèi)降雨量決定海綿體設計量，并決定了蓄水井建設規(guī)模。
貴安新區(qū)地處長江流域和珠江流域的分水嶺地帶，華南喀斯特地貌的中心部位。境內(nèi)山嶺縱橫，河流深切，地貌形態(tài)有山地、丘陵、盆地、河谷，山地居多，河谷最少，是比較典型的低山、低中山地區(qū)。呂文忠說，這其中面臨兩個難題，一個是受喀斯特地貌的影響，區(qū)域內(nèi)山多坡陡，土層瘠薄，土壤貯水保水能力弱，地表降雨極易快速轉(zhuǎn)移到地下深處，開采利用極為困難。另一個是，該區(qū)域水環(huán)境高度敏感。在整體區(qū)位方面，貴安新區(qū)位于長江、珠江上游，是構筑兩江上游生態(tài)安全的屏障；在局部區(qū)位方面，該新區(qū)近93%的面積位于貴陽市紅楓湖、花溪水庫、松柏山水庫等主要飲用水水源的上游，近72%的面積位于上述水源的匯水區(qū)范圍，面臨“水多、水少、水敏感”的天然復雜水環(huán)境。
面對水環(huán)境高度敏感、資源性和工程性雙重缺水、防洪排澇壓力較大等問題，貴安新區(qū)的項目建設規(guī)模、投入資金就必須考慮水資源情況、降雨量、開發(fā)強度等因素，從而確定貴安新區(qū)年徑流總量目標控制率、總量去除率、雨水替代城市供水比例、城市大排水雨水系統(tǒng)設計重現(xiàn)期、防洪標準等，這些都需要氣象部門給出科學依據(jù)。這些工作將對推動城市防洪排澇、景觀改造和污染治理，提升水環(huán)境，優(yōu)化基礎設施體系提供重要支撐基礎，可為同類城市建設提供很好的示范作用。
“暴雨強度公式已列入今年重點工作。”據(jù)省氣候中心副主任帥士章介紹，今年9個市 （州） 將針對城市內(nèi)澇災害、城市管網(wǎng)布設、積澇的排泄設計開展暴雨強度公式計算。與此同時，省氣象局減災處正在與貴安新區(qū)農(nóng)林水務局加強天氣預報、防雹防雷等工作對接，力求做到“防災減災，氣象先行”，讓城市的水更有“彈性”。
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