来源：《北京晚报》2020年7月8日 15版

中央气象台的预报员们正在分析从各类先进装备获取的观测资料

监测路面积水的柱状传感器

夏季的京城，雨水频频光顾，暴雨、雷电、冰雹等极端天气现象也不时发生。不过近年来，面对脾气不时暴躁的大气环流，我们的城市应对起来越来越自信，也越来越游刃有余了：那些下凹的道路、桥区不容易积水了，市民掌握天气的变化也更及时、更准确了。这些变化的背后，科学技术功不可没。

天衍开“天眼”

精准预报为城市防汛提升“底气”

7月2日下午，中关村南大街，中央气象台二层会商室一片忙碌景象。每位预报员的面前安装了至少4块计算机屏幕，上面不断显示着最新传回的卫星云图、雷达回波示意图、风速观测图……工作人员紧盯着屏幕上观测数据的变化，不时交流讨论。 

与此同时，分布在全国各地的天气雷达网，包括S波段多普勒天气雷达、X波段天气雷达等设备已处于开机运行状态，不放过云层内水汽的细微变化。

变化正在发生。预报员发现，雷达回波显示屏上，北京周边的河北、山西、内蒙古地区上空反馈了“西红柿炒鸡蛋”色块——这是有强降雨云团的信号，必须及早向公众发布。

18时，中央气象台发布暴雨蓝色预警，明确指出从当天20时至3日20时，北京西部和南部部分地区将有大到暴雨。中央气象台下午还在官方微博上晒出了卫星动态云图，告诉大家“北方下午的对流有多凶猛”。

在北京，一连串预警也已经发出。当天下午，市规划自然资源委和市气象局联合发布地质灾害气象风险蓝色预警，市水务局和市气象局联合发布山洪灾害风险预警……提醒广大市民注意安全，提醒有关部门及早防范。

傍晚过后，这场影响全市的大雨如期而至。午夜，北京西部的海淀区、门头沟区将暴雨预警上升到了橙色。幸好防汛部门已经做好了充分准备，城市运行平稳有序，市民生活一如往常。     

精准预报奠定了城市防汛的“底气”，而精准预报的背后，正是因为一批气象科技成果在大显身手。除了先进的硬件装备，这些年我国气象部门的“软实力”也得到了显著提升。    

中国气象局介绍，针对今年汛期气象实况服务的需求，中国气象局气象探测中心的综合气象观测产品系统“天衍”发挥了重要作用，“天衍”增加了全国发生短时强降水站点的统计查询和图形产品，雷暴大风、高温等动态演变产品，为预报员提供了高质量“第一手实况图”，在防范和应对强降雨天气过程时彰显出效能。

井盖藏“火箭”

积水风险化解在萌芽状态

每次强降雨来袭，我们最担心的就是道路积水。“看海”的背后很可能意味着车辆泡水、路面塌陷等次生危险。在海淀、门头沟等地区，一批依托物联网的传感器正在编织城市防汛的“末梢神经”，它们精准感知每一次降雨的影响，引导每一个抢险的单元，将积水的风险化解在萌芽状态。    

行走在海淀中关村西区的苏州街、海淀大街、中关村大街……很少有人会留意到自己踩过的57个井盖是否与众不同，它们一样的低调，但却有智慧的内里。井盖的背面装着一支长约30厘米的黄色小“火箭”。它叫液位传感器，一旦井盖下的管道水位上升至警戒线，传感器将立即报警，通知属地街道和相关抢修部门，精度可达厘米级。    

“我们发现，遇到强降雨时，管道水量过大冲出井盖，会让路面积水更加‘雪上加霜’，液位传感器能很大程度上给抢修抢险赢得时间。”在海淀区城市服务管理指挥中心，技术装备科副科长陈建峰告诉记者，从2018年启动至今，海淀区已在中关村西区、上地街道、曙光街道等地部署了250多个这样的井盖液位传感器。    

除了井盖之下有奥秘，道路旁边也有玄机。在海淀后厂村路、清华东路、成府路、文慧园路等42条道路旁，73根柱状传感器已经就位。粗一看，它们和我们熟悉的隔离桩或者停车自助监控桩没有区别，“一旦路面积水超过15厘米，传感器就会自动将报警信号传导到属地街道、水务等相关职能单位，以便第一时间出动防汛力量，排除险情。”陈建峰说。    

记者了解到，无论是井盖液位传感器还是道路积水柱状传感器，都是海淀城市安全运行物联网的组成部分。如今，海淀区建设了一个庞大的城市级物联网平台，已接入10000多个物联网传感器，其中路面积水、桥梁监测、广告牌倾斜等多个与防汛相关的应用场景已经纳入其中。“未来平台接入的传感器将达到百万量级，为包括防汛应对在内的城市安全运行提供重要支撑。”陈建峰说。    

在门头沟区，一套城市智慧气象观测站网也已经投入应用，提供更精细化的城市小气候监测和城市安全运行气象服务。门头沟区气象局局长杨经博告诉记者，这套系统包括50套自动气象观测设备，就安装在门头沟城区两条主干道的智能灯杆上，自带电源和网络信号，可以对气温、降雨、风速等多种气象要素开展观测，并实时记录画面，数据可实时回传至市区两级气象部门，大大拓展了气象部门和城市运行部门对永定河生态、道路积水、交通调度等多种场景的服务保障能力。据了解，城市智慧气象观测站网目前已经推广至海淀、通州等地区。    

豪雨不成灾

“海绵城市”已在副中心经开区等多地应用

作为一座干旱型城市，北京渴望雨水滋养，可也害怕它带来如“7·21”暴雨那样的灾害。其实，一座城市应对雨水最好的办法就是弹性适应，“小雨渗滞蓄，中雨调控排，豪雨不成灾”，将蓄存的水充分加以利用，如同一块海绵。  

20多年来，北京建筑大学李俊奇教授一直带领团队在开展“城市雨水控制利用”的研究，首次系统地创建了我国海绵城市建设理论和技术体系。如今李俊奇教授团队的“海绵城市”技术体系，已经在北京城市副中心、北航沙河新校区、北京经济技术开发区等多地应用。    

在建筑大学大兴校区的篮球场东侧，有一栋三层小楼。外院系的同学很难想象，里面打造了一座超级版“水帘洞”——雨水综合实验室，包括人工降雨大厅、径流雨水处理试验区、水生态实验室和分析测试平台四大部分，其中人工降雨大厅面积300平方米，降雨高度15米，可以逼真模拟从毛毛细雨到特大暴雨各级强度的降雨过程。    

在降雨大厅一层，有一段道路横截面，沥青路面、渗水砖人行步道、绿化带等要素一应俱全，还有不同类型的绿植沟渠、绿色屋顶和雨水花园，可以真实再现降雨后雨水汇集、渗透等过程。“0到10%不等的道路坡度、下沉绿化带等北京常见的雨水汇集场景，在这里都可以再现模拟，还可以做道路行洪实验。”李俊奇介绍，他们通过实验，研发了缝隙透水砖、多级溢流口、渗排一体化管渠等多项排水技术，大大提升了排水效率，同时可对污染物进行控制，多项技术已在北京城市副中心的一些项目中应用。    

在李俊奇看来，“海绵城市”的核心至少包括三套系统：一是源头减排系统，在中小规模降雨时，房前屋后绿地、透水铺装、绿化带等组成的系统将大大缓解雨水进入管网的速度，利用自然对水进行渗透和净化处理，或回补地下，或集蓄回用，“当24小时降雨在30毫米至35毫米以内时，80%到85%的降水应该回用。”二是雨水管渠系统，当遇到1至10年一遇的降雨级别，该系统利用城市管网和泵站，将雨水排至河湖水体，保障城市正常运行。最后就是超量雨水排放系统，也叫大排水系统，当出现诸如“7·21”暴雨这样超过管渠和泵站能力的降雨时，城市应当充分利用道路、沟渠进行转移输送降水，利用河湖水体调蓄和排水，降低对公共设施和市民生命财产的损失。

李俊奇告诉记者，在这一策略的指引下，北京各区都已经启动了“海绵城市”的建设，今年20%的建成区面积达到“海绵城市”的建设要求。比如在亦庄开发区，一个在2005年还是被废弃的沙坑，如今已经被改造成一个水鸟栖息、步道环绕的开放式公园，其雨水蓄量可达50年一遇排水标准。在城市副中心的一所小学，过去一下雨校园内就污水横流，现在通过巧妙改造，雨水回用成为学校的景观绿化用水，校园环境大为改善。（北京日报记者 张航 通讯员刘佳 文并摄）