編者按
近日，2015年國家海綿城市建設(shè)試點(diǎn)名單正式公布。遷安、白城、鎮(zhèn)江、嘉興、池州、廈門、萍鄉(xiāng)、濟(jì)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(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。這是一項(xiàng)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(shè)貢獻(xiàn)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(dá)的“水城”，一個(gè)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(qiáng)降雨襲擊后，“到武漢看海”讓這座“水城”尷尬地名揚(yáng)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(shè)試點(diǎn)城市之一，正致力于全面解決城市內(nèi)澇、水污染、洪澇災(zāi)害等問題，為根治“水”問題、合理利用水資源、保護(hù)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(duì)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(duì)城市氣候全面分析、對(duì)天氣情況準(zhǔn)確把握、對(duì)降雨精準(zhǔn)預(yù)測，武漢市氣象局當(dāng)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(tái)臺(tái)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(zāi)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(shì)平坦，加上充沛的降雨量，每年長達(dá)半年之久的汛期，加之洪澇同期“交匯”的特點(diǎn)，因此水安全問題突出，這也是‘海綿城市’建設(shè)當(dāng)務(wù)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(wù)部門已經(jīng)創(chuàng)建“積水預(yù)警”成功案例。在該項(xiàng)目中，武漢市氣象局主要采取四種措施：增加基礎(chǔ)設(shè)備，在常青、后湖等大型泵站安裝自動(dòng)氣象站，收集降水等氣象資料；研發(fā)漬澇體系和預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)，以城區(qū)80多處主要漬澇易發(fā)點(diǎn)為研究對(duì)象，開發(fā)城市排漬氣象服務(wù)系統(tǒng)和泵站排澇調(diào)度氣象服務(wù)等子系統(tǒng)，形成漬澇指標(biāo)體系。同時(shí)還應(yīng)用精細(xì)化降水預(yù)報(bào)產(chǎn)品，根據(jù)漬澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，建立武漢市內(nèi)澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型演算方法，制作風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警產(chǎn)品，研發(fā)了城市內(nèi)澇氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)，對(duì)武漢市24小時(shí)內(nèi)強(qiáng)降水造成的積水進(jìn)行預(yù)報(bào)預(yù)警。市氣象局還加強(qiáng)與水務(wù)局的溝通聯(lián)系，建立了氣象水文等信息共享和技術(shù)合作機(jī)制。當(dāng)氣象局預(yù)測到24小時(shí)內(nèi)有大雨或暴雨時(shí)，在水務(wù)部門歷史資料基礎(chǔ)上，確定可能漬水的地段，通過手機(jī)短信和電視天氣預(yù)報(bào)等手段，提前向社會(huì)發(fā)布積水預(yù)警，指導(dǎo)市民和車輛繞行，引導(dǎo)交管人員加強(qiáng)現(xiàn)場管理。
面對(duì)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(rèn)為要想攬下這個(gè)瓷器活，就得有個(gè)“金剛鉆”——那就是達(dá)到“精”的能力。他認(rèn)為，要想精準(zhǔn)監(jiān)測預(yù)報(bào)天氣，對(duì)降雨的時(shí)間、區(qū)域、雨量掌握清楚，就得提高監(jiān)測預(yù)報(bào)預(yù)警水平。武漢河湖眾多，經(jīng)濟(jì)社會(huì)資源高度密集，人口集中，提高氣象監(jiān)測水平還要有針對(duì)性，重點(diǎn)提高江河湖泊流域、氣象災(zāi)害防御脆弱區(qū)、重大氣象災(zāi)害頻發(fā)區(qū)、重要經(jīng)濟(jì)區(qū)、重要交通干線和樞紐的氣象災(zāi)害監(jiān)測能力。
同時(shí)，還要建立精細(xì)化的氣象服務(wù)系統(tǒng)，提供精細(xì)到武漢三鎮(zhèn)每個(gè)街區(qū)的天氣預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)；精細(xì)到以小時(shí)為單位，對(duì)實(shí)時(shí)溫度、降雨量、風(fēng)向等氣象要素進(jìn)行預(yù)報(bào)；精細(xì)到對(duì)不同行業(yè)、不同環(huán)境，包括對(duì)一些大型室外活動(dòng)提供專業(yè)性、針對(duì)性極強(qiáng)的氣象服務(wù)。這需要建立和完善武漢大城市公共氣象服務(wù)系統(tǒng)，建設(shè)城市圈交通、電力、能源綜合氣象服務(wù)系統(tǒng)，強(qiáng)化針對(duì)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(wù)，把氣象服務(wù)做精做細(xì)，做到無微不至、無所不在。當(dāng)然，精細(xì)化預(yù)報(bào)和服務(wù)的基礎(chǔ)還包括建設(shè)氣象防災(zāi)減災(zāi)基礎(chǔ)工程，武漢市將重點(diǎn)實(shí)施新一代天氣雷達(dá)、暴雨精細(xì)化監(jiān)測預(yù)警、農(nóng)村氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警等氣象災(zāi)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(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)的建設(shè)緊密結(jié)合。
在劉火勝看來，氣象監(jiān)測預(yù)報(bào)預(yù)警水平提升了，氣象服務(wù)精細(xì)化了，就能準(zhǔn)確提供情報(bào)，讓“海綿城市”對(duì)雨水的吸蓄、釋放達(dá)到最優(yōu)效果。
重慶：打造會(huì)“呼吸”的立體城市
作為“海綿城市”建設(shè)試點(diǎn)的重慶，正在積極打造會(huì)“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(wù)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(diǎn)。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(dǎo)不當(dāng)，極易誘發(fā)災(zāi)害。”
重慶雨量充沛，近年來極端天氣時(shí)有發(fā)生，山體滑坡、泥石流、洪澇等災(zāi)害隱患大；再加上隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，建設(shè)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(qiáng)降水、2009年“8·4”暴雨、2010年“7·11”強(qiáng)降雨、2013年重慶西部暴雨等，導(dǎo)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(yán)重的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失。可以說，重慶建設(shè)“海綿城市”，有其多重現(xiàn)實(shí)需求。
為破解城市發(fā)展中的問題，做到科學(xué)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(diǎn)地區(qū)，這一試點(diǎn)區(qū)域山水特征和地形地貌具有典型的山地城市特點(diǎn)。在此開展試點(diǎn)，其示范效應(yīng)不僅能輻射整個(gè)重慶市域，也將為全國山地海綿城市建設(shè)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(shè)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(shù)，設(shè)置可吸水的“海綿體”。與此同時(shí)，還將進(jìn)一步聯(lián)通、聯(lián)動(dòng)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(wù)城市積澇防御
保障城市排水防澇安全，是“海綿城市”建設(shè)的重要前提。
近年來，由于暴雨徑流設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)。而暴雨強(qiáng)度公式和設(shè)計(jì)暴雨雨型則是城市排水管渠標(biāo)準(zhǔn)的重要組成部分。重慶市氣候中心與市政設(shè)計(jì)研究院聯(lián)合完成的主城排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度公式和暴雨雨型項(xiàng)目，為做好城市暴雨內(nèi)澇防御奠定了基礎(chǔ)。
重慶市氣候中心主任程炳巖介紹說：“暴雨強(qiáng)度公式和設(shè)計(jì)暴雨雨型都是用來計(jì)算室外排水設(shè)計(jì)中的雨水設(shè)計(jì)流量的。暴雨強(qiáng)度公式是某一時(shí)段內(nèi)平均暴雨強(qiáng)度，是根據(jù)歷史氣象資料，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法推導(dǎo)而得；而設(shè)計(jì)暴雨雨型是降雨強(qiáng)度在時(shí)間尺度上的分配過程，是在大量分鐘降水過程資料的基礎(chǔ)上，選用當(dāng)?shù)赜写硇缘慕涤陥龃危捎脭?shù)理統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算得到，能反映大多數(shù)暴雨強(qiáng)度過程的變化規(guī)律。”
暴雨公式在使用過程中，提高了設(shè)計(jì)管道的管徑，有效指導(dǎo)了工程設(shè)計(jì)，受到市政設(shè)計(jì)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(xiàng)研究成果，確保了編制結(jié)果的準(zhǔn)確性。
創(chuàng)新城鎮(zhèn)供水氣象服務(wù)
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(yán)重堵塞，導(dǎo)致城區(qū)停水達(dá)半個(gè)月。其實(shí)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(shí)暴雨、高溫干旱、冰凍、雷電等氣象災(zāi)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(duì)該區(qū)城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)開展了氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并通過取水點(diǎn)水位信息、降雨量、雷電、冰凍等信息的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測和直觀的三維可視化管理，結(jié)合專家模型，對(duì)城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)開展了精細(xì)化專業(yè)氣象服務(wù)。另外，針對(duì)主取水點(diǎn)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(guān)系研究，并初步建立了致災(zāi)臨界閾值的氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警技術(shù)模型，為預(yù)警工作提供了科學(xué)依據(jù)。
精細(xì)化專業(yè)氣象服務(wù)，為城鎮(zhèn)供水的生產(chǎn)、調(diào)度、取水安全等充分保駕護(hù)航，城鎮(zhèn)供水的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)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(jì)劃，利用降水歷史資料開展相關(guān)研究，為計(jì)劃編制提供科學(xué)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(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程。重慶市氣象部門已在城市氣象服務(wù)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(jìn)一步創(chuàng)新思路，做好部門間的溝通合作，找好切入點(diǎn)和結(jié)合點(diǎn)，使“海綿城市”建設(shè)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(dāng)貴州省貴安新區(qū)入選全國首批海綿城市建設(shè)試點(diǎn)后，貴安新區(qū)農(nóng)林水務(wù)局局長助理呂文忠就開始忙碌起來。前不久，記者見到他時(shí)，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(bào)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(diǎn)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(gè)時(shí)段的最大降雨量，以及各月份降雨量、日照時(shí)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(guān)重要。”呂文忠解釋說，推薦城市須滿足多個(gè)條件，在城市發(fā)展對(duì)排水防澇基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、調(diào)蓄雨洪和應(yīng)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(bào)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(diǎn)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(dāng)?shù)卦敿?xì)的氣候特征資料。“貴安新區(qū)所在區(qū)域?qū)賮啛釒Ц咴撅L(fēng)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(gè)理想的結(jié)果。
貴州省氣候中心則采用中國氣象局認(rèn)定的暴雨強(qiáng)度計(jì)算系統(tǒng)，擬合出的貴安新區(qū)暴雨強(qiáng)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(shè)計(jì)需要，成為編制相關(guān)規(guī)劃、工程建設(shè)的基礎(chǔ)和依據(jù)。短時(shí)強(qiáng)降雨對(duì)于城市管道網(wǎng)的布局等建設(shè)非常重要。呂文忠給筆者打了個(gè)比方，一平方公里內(nèi)降雨量決定海綿體設(shè)計(jì)量，并決定了蓄水井建設(shè)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(gè)難題，一個(gè)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(gè)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(gòu)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(fù)雜水環(huán)境。
面對(duì)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(xiàng)目建設(shè)規(guī)模、投入資金就必須考慮水資源情況、降雨量、開發(fā)強(qiáng)度等因素，從而確定貴安新區(qū)年徑流總量目標(biāo)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(shè)計(jì)重現(xiàn)期、防洪標(biāo)準(zhǔn)等，這些都需要?dú)庀蟛块T給出科學(xué)依據(jù)。這些工作將對(duì)推動(dòng)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(chǔ)設(shè)施體系提供重要支撐基礎(chǔ)，可為同類城市建設(shè)提供很好的示范作用。
“暴雨強(qiáng)度公式已列入今年重點(diǎn)工作。”據(jù)省氣候中心副主任帥士章介紹，今年9個(gè)市 （州） 將針對(duì)城市內(nèi)澇災(zāi)害、城市管網(wǎng)布設(shè)、積澇的排泄設(shè)計(jì)開展暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算。與此同時(shí)，省氣象局減災(zāi)處正在與貴安新區(qū)農(nóng)林水務(wù)局加強(qiáng)天氣預(yù)報(bào)、防雹防雷等工作對(duì)接，力求做到“防災(zāi)減災(zāi)，氣象先行”，讓城市的水更有“彈性”。
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