池州市海绵城市建设工程气象服务实践与探索

王甲生，潘维良，黄高平

(安徽省池州市气象局，安徽 池州 247000)

1 引言

池州市以生态立市，是我国第一批生态经济示范区，也是长江经济带和皖南国际旅游示范区的重要组成部分。全市境内有三大水系十条河流，中心城区有“三山三河三湖”。2015年4月，池州市成为首批十六家国家级“海绵城市”建设试点城市之一。三年来，池州市按照习近平总书记对长江经济带“共抓大保护，不搞大开发”的总体要求，以生态本底保护和城市水环境的改善为核心目标，形成流域系统治理的海绵城市建设思路，2018年全面完成了主城区海绵城市117个项目建设，减少了城市居民生命与财产损失。

作为基础性服务型的气象部门，池州市气象局一直致力于当地气象服务工作，在海绵城市建设中，积极参与海绵城市建设工程中立项准备、项目实施、竣工验收和运行维护阶段的专业气象服务，适时开展城市内涝预警试点示范建设工程，为池州市海绵城市建设提供了有力支撑。

2 立项准备阶段气象服务

工程项目建设前的立项准备工作涉及方方面面，大多需经过气候可行性论证，如何做好工程项目立项准备阶段的气象服务，池州市气象部门主要做了以下几项工作。

(1) 提供必要的气象资料。城市建设总体规划编制及城区排水、防涝等专项规划编制离不开气象科学支持，气象资料功不可没。池州市国家气象观测站自1959年1月1日起开始观测，气象资料长度接近60年，基本上能满足规划编制所需的数据要求。因此，在池州市海绵城市建设的申请立项阶段，为项目前期的专项规划、论证提供完整、客观、科学的气象资料是海绵城市气象服务最基础的服务内容。

(2) 研制暴雨强度公式。暴雨强度公式是反映降雨规律、指导城市排水防涝工程设计和相关设施建设的重要基础[1]。受市住建委委托，池州市气象局联合安徽华云气象灾害风险评估中心、安徽省气候可行性论证中心，按照《室外排水设计规范》(GB50014)、中国气象局《城市排水工程设计——暴雨强度公式编制技术指南》的要求，利用池州市及县气象站资料，及时开展《池州市暴雨强度公式适用性研究》，并编制了《池州市暴雨强度公式编制技术报告》，为海绵城市建设专项服务提供了有力的气象技术支撑。

(3) 确定低影响开发设施设计规模的降雨量控制值。根据池州“海绵城市”建设总体要求，在海绵城市规划设计中，构建海绵城市低影响开发雨水综合利用系统，对规划区的极端降雨控制目标进行量化，确定了示范区年径流总量控制率达72%，对应的设计降雨量为24.2 mm/d[2]，规划了控制目标。

3 项目实施阶段气象服务

项目实施阶段的气象服务主要包括常规气象服务和专业气象服务[3]。

3.1 常规气象服务

服务内容有：一般天气条件下的晴雨、降水量、温度(最高、最低)、风(风力风向)等气象要素；异常天气包括大雾、强冷空气、雷暴、雷雨大风、冰雹、台风、暴雨(大暴雨)、大雪、高温、低温冻害等天气现象。

服务方式包括：电视天气预报、电话告知、96121电话自动答询、预警短信、微信微博新媒体等。

3.2 专业气象服务

此阶段专业气象服务主要有两项：一是作为普通建筑工程施工企业所需的短时、短期天气预报服务。在所有的气象要素中，降雨或降水是影响最大的，气温、风力其次。气象部门尽力提供准确及时的服务，以便室外作业根据晴雨预报来安排工程建设。二是海绵城市建设特殊性，对气象服务的专业要求。如在海绵城市工程性技术措施和非工程性技术措施中，与一般的建筑项目相比，非工程性技术措施中考虑气象因子的影响更多。因此，在专业气象服务中，采取的具体措施有以下几点。

(1)增设雨量观测站点。在海绵城市建设重点区域内，除市气象局本站、平天湖西观测站、天堂湖新区多要素自动站外，还在南湖公园、天堂湖公园、平天湖度假区、二院楼顶、江口村委楼顶、池口小学增设了6套雨量观测站[4]，为系统建设提供实时气象探测资料(降水，气温，最高、最低气温)，做到了观测数据在市海绵办、市气象局、水务局之间互联互通、实时传输。

(2)开展海绵城市建设气象服务课题研究。根据池州市海绵城市建设实际，市气象局申请了安徽省气象局2017年度新技术集成基金项目，积极开展池州市“海绵城市”重点区气象服务课题研究。在宏观层面上，对海绵城市建设的气象问题进行思考与探索；在具体措施方面，分析并确立了海绵城市建设工程附属设施自动雨量监测站的站网布设及工程建设方案；在城市暴雨内涝气象服务对策研究中，为开发海绵城市气象服务系统软件平台创造条件；其多项研究成果在期刊上发表或参加了部门内科技论坛交流。

(3) 开发海绵城市气象服务系统软件平台。该平台集数据采集处理、分钟级降水预报、城市积涝监测警示、信息发布管理、数据统计查询等功能于一体。基于分钟级雷达降水预测数据进行的降雨预报监测，分辨率达1 km×1 km，每10 min自动生成未来30～120 min面雨量趋势图，弥补了雨量实况监测滞后问题。

(4) 建设 “池州气象防灾减灾预警中心”。池州市气象防灾减灾中心位于“海绵城市”建设的重点区——天堂湖新区，占地总面积20208 m2，建筑面积6000 m2，2015年9月工程开工建设，2018年10月投入使用。该项目在立项、设计、施工、验收等环节，以下沉式绿地、可渗透路面、雨水花园及管网改造、雨水收集回用设施为主的“海绵城市”建筑小区系统为建设标准[5]，为天堂湖新区后续改造或新建工程起到了示范作用。

4 竣工验收阶段气象服务

(1) 确定中、长期防洪排涝指标。池州市海绵城市的建设目标要求城市内涝防治标准达30年一遇，城市防洪标准达100年一遇。池州海绵城市建设为期三年，基本解决了汛期之外的强降水造成的内涝，但在2015、2016年建设期内的主汛期，由于出现了特大暴雨过程，仍然造成了较为明显的内涝。因此，对比分析2015、2016、2017年的大暴雨过程，无论对于海绵城市的验收，还是对海绵城市建设首要解决的防洪排涝问题，都很有必要。

(2) 强化城市积涝监测。为达到海绵城市“小雨不积水，大雨不内涝，水体不黑臭”的基本实现，在海绵城市建设的三年时间里，池州市气象部门加强与住建委、城防办、民政局等多部门联系，获得了较为准确的城市积涝信息，为池州市“海绵城市”重点区气象服务系统、池州市“海绵城市”气象服务研究这两个研究课题提供第一手资料，对海绵城市建设工程项目竣工验收把到了气象“观感质量”关。

(3)验证城市“热岛效应”。城市热岛效应有不同层面上的定义:城市边界层的热岛、城市冠层的热岛以及城市地表的热岛。前两项表征的是城区与郊区大气的温差，后一项表征的是城区与郊区地表的温差[6]。事实上，海绵城市建设目标中就包含“热岛有缓解”功能，针对这项指标，池州气象部门采用两景卫星遥感影像(Landsat8 OLI/TIRS)技术，对海绵城市建设区进行对比分析研究，得出了在工程建设之前(2016年7月25日)的热岛强度为0.19，在建设后(2017年7月28日)则为0.18，由此推断，海绵城市建设区在建设后，本地区的热岛强度确有下降。

5 运行维护阶段气象服务

海绵城市建设是一个复杂的系统工程，工程验收通过后，如何保证工程的正常运行和管理并发挥工程效益，气象服务必需适时跟进。城市积涝的实时监控、预警发布和干旱阶段的人工影响天气等工作是气象部门的职责所在，但也需要其他部门的协同配合。做好海绵城市气象服务工作，气象部门要积极主动，相关部门也要把气象服务作为海绵城市建设中的一个不可或缺的组成部分。

(1)继续完善池州市“海绵城市重点区气象服务系统”。在前期实地考察、积涝点普查、服务需求调研、系统框架构建等工作的基础上，气象部门仍需进一步与市海绵办加强联系，实现与市海绵办、住建委、水务局、应急办、民政局、交通局、公安(交警)局等单位对接，及时记录城市积水点所在位置、积水深度和影响范围、对应暴雨强度等基础信息，动态更新城市暴雨内涝基础数据，在服务需求和供给方面做到合理均衡。

(2)加强城市内涝信息共享和预警信息发布工作。此阶段的气象服务工作要进一步完善城市内涝基础信息共享机制，要充分利用雷达、卫星、自动气象站、高密度雨量站等各种观测资料和INCA等短时临近预报工具，做好城市内涝强降水监测预警。进一步强化面向城市内涝责任单位、责任人的预警信息传播，保证信息互联互通，便于政府和市政部门根据城市内涝预警信息，结合城市水情、城市排水系统现状，以及实时监控视频信息等情况，建立和完善部门应急预案，指导开展城市内涝防范和采取针对性应对措施。

(3)强化城市暴雨内涝风险预警科学技术支撑。依照国际气象组织规定，暴雨强度公式每10年要进行一轮滚动修订。池州市最新的暴雨强度公式于2013年制定，资料选取的是池州市国家一般气象站1983～2012年连续30年的气象观测自记雨量记录。随着海绵城市建设工程的运行，根据《池州市暴雨强度公式编制技术报告》的建议，气象部门有必要依据国家最新技术标准进行滚动修订，尽量做到每10年进行一次修订。下一步的修订要及时利用最新高分辨降水资料，重在提高暴雨强度公式的精度。同时，要加强城市内涝风险预警科学技术研发，科学确定城市暴雨导致内涝阈值，联合制作精细化城市内涝风险区划图。

(4)建立城市内涝预警工作定期报告制度。气象部门要明确城市内涝预警工作责任单位和联络人，发生城市内涝时要及时通报雨情、涝情、灾情以及应对处置情况信息并向上级单位报告。要对城市内涝预警工作开展和落实情况进行总结，加强信息沟通和工作联系。

6 结语

作为非工程性措施，气象与海绵城市建设是密切相关的。气象部门应发挥专业优势，开展海绵城市建设气象服务，分析海绵城市建设工程实施与管理需求，结合专业气象服务特点，围绕城市自然气候资源本体条件，开展城市内涝成因分析及暴雨致灾风险区划，探求气象因子影响的主要问题和解决方案。对不同季节、不同强度的气象因子，要进一步分析其对海绵城市建设的内在影响，以及与公益气象服务、公众气象服务、专业气象服务的联系和区别，有针对性地寻求合理服务方式、合适服务内容，并对服务对象的服务效果进行评估和改进，为海绵城市建设提供更加精准高效的气象保障服务。