周德宏，王 薇，劉 艷，劉 帆，牛樂田

(咸陽市氣象局，陜西 咸陽 712000)

1 引言

隨著大西安戰(zhàn)略的實(shí)施，西咸新區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化發(fā)展推動(dòng)了城市化進(jìn)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，人口迅速膨脹，氣候變化對(duì)城市的影響日益顯現(xiàn)出來。城市作為人類的群居地，構(gòu)建綠色、生態(tài)、安全可持續(xù)的生產(chǎn)生活環(huán)境是構(gòu)建和諧社會(huì)、促進(jìn)城市化進(jìn)程的關(guān)鍵所在。

建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市，是國家城鎮(zhèn)化發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的重大戰(zhàn)略。海綿城市建設(shè)是落實(shí)生態(tài)文明建設(shè)的重要舉措，是實(shí)現(xiàn)修復(fù)城市水生態(tài)、改善城市水環(huán)境、提高城市水安全等多重目標(biāo)的有效手段。海綿城市的建設(shè)目標(biāo)即是希望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，能夠提升城市生態(tài)系統(tǒng)功能和減少城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生[1]。

2015年4月，國家擇優(yōu)選取了30個(gè)海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市，重點(diǎn)是要解決城市建設(shè)中的水環(huán)境、水生態(tài)和內(nèi)澇問題。西咸新區(qū)灃西新城作為全國首批海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市，以雨水綜合利用為重點(diǎn)，通過實(shí)施濕地海綿修復(fù)、生態(tài)海綿保育、城市海綿建設(shè)，取得了很好的試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)與成效。由于氣象服務(wù)海綿城市研究深度尚淺，實(shí)踐較少，因此本文結(jié)合西咸新區(qū)氣候特點(diǎn)和咸陽智慧氣象平臺(tái)應(yīng)用，探討了咸陽智慧氣象服務(wù)西咸新區(qū)海綿城市(簡稱海綿城市)建設(shè)中的幾點(diǎn)思路。

2 西咸新區(qū)海綿城市建設(shè)情況及其對(duì)氣象服務(wù)的需求

2.1 西咸新區(qū)海綿城市氣候特點(diǎn)

西咸新區(qū)海綿城市位于秦嶺以北，渭塬以南，渭河和灃河兩河之畔，地處陜西關(guān)中平原腹地，具備得天獨(dú)厚的生態(tài)環(huán)境和優(yōu)良的區(qū)位價(jià)值。屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，夏季高溫多雨，冬季較冷干旱，年平均氣溫9.2～13.6 ℃，年平均降水量在504.1～589.4 mm，降水量小于蒸發(fā)量。每年的5月～10月是降水的集中時(shí)段，占全年降水7成以上，也是暴雨洪澇、高溫干旱等災(zāi)害的高發(fā)時(shí)段。由于地勢(shì)過于平坦，加之降水不均，易出現(xiàn)旱季缺水雨季積澇。

2.2 西咸新區(qū)海綿城市建設(shè)現(xiàn)狀和目標(biāo)

西咸新區(qū)灃西新城總體規(guī)劃面積143 km2，以“建設(shè)世界一流新城”為目標(biāo)，引領(lǐng)規(guī)劃，注重城市設(shè)計(jì)，對(duì)中心城區(qū)44 km2進(jìn)行核心區(qū)建設(shè)，擬建設(shè)“組團(tuán)布局、大開大合”的現(xiàn)代田園城市。作為全國海綿城市建設(shè)試點(diǎn)，西咸新區(qū)灃西新城在創(chuàng)新城市發(fā)展方式的進(jìn)程中，推廣低影響開發(fā)模式，開展雨水綜合利用，建設(shè)多層次的具有吸水、蓄水、凈水和釋水功能的海綿體，提高城市防洪排澇減災(zāi)能力，改善城市生態(tài)環(huán)境，緩解城市水資源壓力，倡導(dǎo)生態(tài)文明，為建設(shè)美麗中國做出積極貢獻(xiàn)。

西咸新區(qū)海綿城市建設(shè)主要由政府部門推動(dòng)，引進(jìn)公司合伙模式(PPP)，構(gòu)建信息化平臺(tái)，通過拓寬海綿城市建設(shè)的途徑和園林綠化的途徑等，在生態(tài)文明建設(shè)與新型城鎮(zhèn)化道路深度融合上進(jìn)行了有益的探索和實(shí)踐。目前西咸新區(qū)海綿城市建設(shè)的途徑有：生態(tài)屋頂、雨水花園、立式雨水蓖子、收水口截污框、景觀綠地等[2]。

2.3 海綿城市建設(shè)對(duì)氣象服務(wù)的需求

西咸新區(qū)海綿城市對(duì)氣象服務(wù)的需求主要表現(xiàn)為幾個(gè)方面：以精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，加密完善氣象觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，用數(shù)據(jù)輔助海綿城市建設(shè)，及時(shí)、準(zhǔn)確地為海綿城市的建設(shè)項(xiàng)目提供有效的數(shù)據(jù)參考；以降水預(yù)報(bào)為重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)氣象預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)的精細(xì)化，災(zāi)害性天氣的預(yù)測(cè)和預(yù)警，最大限度幫助海綿城市項(xiàng)目蓄水、排水；構(gòu)建城市內(nèi)澇預(yù)報(bào)預(yù)警模型，建立海綿城市氣象保障服務(wù)平臺(tái)；以氣象信息為核心，開啟“智慧氣象+海綿城市”新模式，通過氣象大數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用分析、移動(dòng)互聯(lián)等現(xiàn)代信息技術(shù)為海綿城市建設(shè)提供技術(shù)支撐。

3 咸陽智慧氣象發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析

智慧氣象具有無處不在、充分共享、高度協(xié)同、全面融合、安全可控等主要特征。發(fā)展智慧氣象是現(xiàn)階段全面推進(jìn)氣象現(xiàn)代化的重要內(nèi)容和重要標(biāo)志[3]。

咸陽智慧氣象智能監(jiān)測(cè)模塊是基于咸陽精細(xì)化地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)全市自動(dòng)站、區(qū)域站、土壤水分站、農(nóng)業(yè)小氣候站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息的顯示，以及最新衛(wèi)星云圖，雷達(dá)回波顯示，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備運(yùn)行狀況實(shí)施監(jiān)控；精細(xì)化預(yù)報(bào)模塊已實(shí)現(xiàn)市區(qū)各街辦和縣區(qū)各鎮(zhèn)辦未來三天精細(xì)化預(yù)報(bào)顯示；預(yù)警信息模塊通過后臺(tái)發(fā)布和撤銷預(yù)警，實(shí)現(xiàn)實(shí)況預(yù)警信息、預(yù)警區(qū)域和防范措施的展示[4]。

4 咸陽智慧氣象服務(wù)海綿城市建設(shè)的思路

4.1 加強(qiáng)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)能力

目前，西咸新區(qū)灃西新城內(nèi)已有5個(gè)的自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)站，可為海綿城市建設(shè)提供實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)。但就灃西新城而言，其氣象監(jiān)測(cè)站點(diǎn)密度與海綿城市建設(shè)不相適應(yīng)，精細(xì)化監(jiān)測(cè)有待提高，因此，科學(xué)合理地增加灃西新城內(nèi)的自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的密度，在海綿城市示范區(qū)、周邊區(qū)域以及城區(qū)敏感點(diǎn)新建自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)站，用數(shù)據(jù)輔助海綿城市建設(shè)，及時(shí)、準(zhǔn)確地為海綿城市的建設(shè)項(xiàng)目提供有效的數(shù)據(jù)參考；通過與其他部門共享，以便為海綿城市建設(shè)、運(yùn)行和效果評(píng)估提供氣象數(shù)據(jù)指導(dǎo)[5]。

4.2 建立精細(xì)化預(yù)報(bào)和預(yù)警體系

咸陽智慧氣象為海綿城市建設(shè)可提供的精細(xì)化(包括氣溫、風(fēng)矢量、相對(duì)濕度和降水量等要素)的高分辨率降尺度格點(diǎn)預(yù)報(bào)產(chǎn)品，在時(shí)間和空間上實(shí)現(xiàn)全覆蓋、無縫隙的智能化預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)，并在2017年開展了定時(shí)、定量、定區(qū)域的天氣預(yù)報(bào)服務(wù)，社會(huì)服務(wù)效益顯著提高。在時(shí)間尺度上可以實(shí)現(xiàn)逐1 h的精細(xì)化預(yù)報(bào)的顯示和發(fā)布，空間上實(shí)現(xiàn)3 km×3 km的預(yù)報(bào)推送和發(fā)布。

在夏季高溫、雷電、大風(fēng)、暴雨、霧霾和冬季低溫冰凍等關(guān)鍵性天氣來臨前，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)、分析和預(yù)警，發(fā)布預(yù)報(bào)預(yù)警信息。利用高分辨率降尺度格點(diǎn)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)分析雨情，開展城市內(nèi)澇災(zāi)害綜合分析評(píng)估[6]，及時(shí)發(fā)布強(qiáng)降水預(yù)報(bào)和城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警信息，為海綿城市建設(shè)提供更加精準(zhǔn)高效的氣象保障服務(wù)。

4.3 充分發(fā)揮氣象資料的應(yīng)用

咸陽智慧氣象可以查詢、存儲(chǔ)常規(guī)氣象資料，但如何將這些資料用于海綿城市建設(shè)中，充分發(fā)揮其潛在作用還需做進(jìn)一步評(píng)估。

西咸新區(qū)內(nèi)大部分自動(dòng)監(jiān)測(cè)站僅有固定的氣象要素觀測(cè)(氣溫和降水)，但是海綿城市建設(shè)對(duì)雨水的收集利用更為關(guān)注，因此，及時(shí)增加風(fēng)向、風(fēng)速、蒸發(fā)等氣象要素的監(jiān)測(cè)就尤為重要。實(shí)時(shí)調(diào)取氣溫、降水、風(fēng)速、相對(duì)濕度等氣象要素的實(shí)況值、極值、累計(jì)值、距平值等，也可以根據(jù)海綿城市建設(shè)對(duì)氣象資料的需求，對(duì)氣象資料的存儲(chǔ)、管理和分類進(jìn)行調(diào)整，比如將氣象上的逐日降水量調(diào)整為降雨場(chǎng)次統(tǒng)計(jì)，對(duì)海綿城市年徑流總量控制率和設(shè)計(jì)降雨量提供氣象數(shù)據(jù)參考[7]。

4.4 加強(qiáng)多部門共享和聯(lián)動(dòng)

咸陽智慧氣象是通過建立咸陽市氣象共享數(shù)據(jù)庫和智慧氣象大數(shù)據(jù)云信息平臺(tái)，依托咸陽市地理信息系統(tǒng)，搭建咸陽智慧氣象板塊，實(shí)現(xiàn)氣象綜合監(jiān)測(cè)信息和多部門信息的實(shí)時(shí)共享，預(yù)報(bào)預(yù)警信息和災(zāi)害性天氣預(yù)警信息的推送與發(fā)布。

通過建立具有防災(zāi)減災(zāi)決策支持系統(tǒng)的平臺(tái)，共享氣象數(shù)據(jù)和預(yù)報(bào)預(yù)警信息，可實(shí)現(xiàn)灃西新城已有信息與氣象信息的疊加顯示，主動(dòng)提醒相關(guān)部門和人員，使用戶和各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)天氣演變的趨勢(shì)能及時(shí)了解和跟蹤，服務(wù)效果更好。

5 結(jié)語

海綿城市建設(shè)過程中需要多部門、多方面的共同協(xié)作，無論是在城市規(guī)劃中還是工程設(shè)計(jì)施工中均需要?dú)庀笾С帧庀蟛块T需要在實(shí)踐中不斷探討如何將智慧氣象關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新思路融入到海綿城市建設(shè)中，做好自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)和智能報(bào)警，開展精細(xì)化預(yù)報(bào)和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，把氣象資料整理和分類用于剛性控制指標(biāo)中，推進(jìn)多部門信息共享和聯(lián)動(dòng)，強(qiáng)化部門協(xié)同創(chuàng)新，為海綿城市提供氣象服務(wù)技術(shù)、理論、產(chǎn)品等支持。