北京冬奧會和冬殘奧會人工造雪的研究

楊占武

（中國人民大學(xué) 體育部，北京 100872）

北京冬奧會和冬殘奧會人工造雪的研究

楊占武

（中國人民大學(xué) 體育部，北京 100872）

人工造雪是保障北京2022年冬奧會和冬殘奧會滑雪項目比賽成功舉辦的前提條件。從人工造雪技術(shù)的機(jī)理出發(fā)，對人工造雪的氣象條件、技術(shù)現(xiàn)狀及普遍運用等方面進(jìn)行了梳理，結(jié)合冬奧會不同舉辦城市的經(jīng)驗，分析北京2022年冬奧會和冬殘奧會人工造雪工作的前景和風(fēng)險。提出人工造雪系統(tǒng)的效率、水資源的循環(huán)利用和當(dāng)季囤雪是北京2022年冬奧會和冬殘奧會人工造雪工作應(yīng)重點關(guān)注的三大關(guān)鍵要素。

北京；冬奧會；人工造雪；研究

早在申辦之初，華北地區(qū)冬季降雪量小，就是北京冬奧申委和國際奧委會重點關(guān)注的問題。2015年6月，國際奧委會發(fā)布評估報告[1]，在肯定北京具備辦賽能力的同時也提出，延慶和張家口賽區(qū)的年度降雪量小，奧運賽事應(yīng)依靠人工造雪。與此同時，在周邊缺少高海拔地區(qū)存雪的情況下，賽時應(yīng)急需要提前儲備人造雪。

人工造雪能力是保證北京2022年冬奧會和冬殘奧會成功舉辦的基本前提。為契合國際奧委會2014年底提出的《2020議程》，北京冬奧申委[2]提出了以運動員為中心，可持續(xù)發(fā)展和節(jié)儉辦賽的三大理念。人工造雪能力與這三大理念都密切相關(guān)。以運動員為中心要求提供一流的競賽場地，這必然需要足量的人造雪來保證賽事的順利舉辦；可持續(xù)發(fā)展要求盡可能減少對水資源和環(huán)境的影響，有利于賽后利用；節(jié)儉辦賽則要求降低人工造雪的資金投入和能源消耗。三大理念的落實都需要既高效且經(jīng)濟(jì)又可持續(xù)的人工造雪工作方案。

2015年3月，習(xí)近平總書記明確提出：“要堅持綠色辦奧，共享辦奧，開放辦奧，廉潔辦奧”。這一要求是十八屆五中全會確立的“五大發(fā)展”理念的具體體現(xiàn)。其中，推動綠色發(fā)展意味著必須堅持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國策，為國家也為全球的生態(tài)安全做出貢獻(xiàn)。因此，北京2022冬奧會的人工造雪問題已不只是履行國際承諾保證賽會成功舉辦的重大問題，也是貫徹中央要求，展示中國發(fā)展理念和改革開放成就的重大問題。

1 人工造雪技術(shù)與運用概覽

人工造雪通常是指在一定氣象條件下，人為模擬天然降雪的過程，將微細(xì)的水滴噴射或噴灑到冷空氣中，實現(xiàn)由水滴到雪花的轉(zhuǎn)變。隨著技術(shù)的發(fā)展，也有被稱為全天候造雪（AllWeather Snow Making）的技術(shù)，不受氣象條件限制，在機(jī)器內(nèi)將水冷凍為冰再處理成類似雪花的冰片。前者能源消耗低，適合大范圍大規(guī)模造雪，為戶外雪場普遍采用。后者能源消耗大，常見于一些反季節(jié)小型賽事等活動。

為示區(qū)分，有資料將前者稱為人工降雪，將后者稱為人工造雪。但因其機(jī)理與人工降雨截然不同，為避免曲解，本研究仍稱前者為人工造雪，后者則為全天候造雪。

1.1 人工造雪的機(jī)理

發(fā)明于上世紀(jì)50年代的人工造雪技術(shù)，簡單來說，其機(jī)理就是模仿在自然環(huán)境下天然雪的形成過程。不同之處在于，天然雪源于云層里自然形成的雪晶，而人造雪則由噴射或噴灑到空中的微細(xì)的水滴形成。

更為深入的剖析將人造雪花的形成過程歸納為：在適宜的氣象條件下，液滴散熱晶化為晶核，晶核進(jìn)一步吸附液滴形成具有六角對稱結(jié)構(gòu)的雪晶。雪晶再不斷吸附液滴成為雪花，即具有分枝結(jié)構(gòu)的單晶及其聚合物。

按照有無外界物質(zhì)影響，晶核的形成分為均相和異相兩種形式。比較而言，異相成核，即有外界物質(zhì)，如塵埃、微晶體等雜質(zhì)顆粒的存在，這些雜質(zhì)有助于晶核的形成。勻相成核則單純依賴熱交換自發(fā)結(jié)晶[3]。實踐中，如果溫度沒達(dá)到-5℃以下，為有利于形成晶核，可以利用異相成核的原理，向水里添加鈣離子Ca2+、鎂離子Mg2+或其他有機(jī)或無機(jī)微粒[4]。液滴的大小對能否形成晶核也有關(guān)鍵影響。如尺寸太小，不夠分量，可能被風(fēng)吹散。尺寸太大，則在飄散到地面之前也難形成晶核。通常情況下，理想的液滴大小介乎于200～700μm，也即0.2～0.7mm。這樣的液滴在15 s之內(nèi)即可凝結(jié)[4]。與這一過程截然不同，全天候造雪在造雪機(jī)內(nèi)，利用負(fù)壓使冷卻至5℃的水少部分蒸發(fā)以散發(fā)熱量，使余下的水冰凍，形成水雪混合物，之后再將水雪分離實現(xiàn)人工造雪[5]。這一過程無需外界氣象條件支持。

1.2 人工造雪的氣象條件

適宜的氣象條件是晶核形成的關(guān)鍵。這樣的條件通常包括-5℃～-15℃的氣溫，不超過80%的濕度，同時伴有微風(fēng)。除此之外，濕球溫度也常用于衡量這一條件。濕球溫度可以用濕潤的紗布包裹溫度計的感溫部分來測量。濕潤紗布中的水分不斷向周圍空氣蒸發(fā)并吸熱，使溫度計感溫部分的溫度下降。因此，同一溫度下，濕度越低，越易于蒸發(fā)，濕球溫度就越低。這也意味著，濕度越低，越有利于形成晶核，也就越有利于形成雪花[6]?；诙嗄杲?jīng)驗，美國密歇根州瑞士山地雪場（Swiss Valley Ski&Snowboard）為適宜人工造雪的氣象條件列出了詳細(xì)的氣溫、濕度和濕球溫度參考表，詳見表1。

表中不同灰度區(qū)域數(shù)據(jù)表明，即便氣溫達(dá)到6℃，如濕度不超過20%，濕球溫度也是零下的，是能夠造雪的。但總體來說，當(dāng)氣溫低于3℃時，雖雪質(zhì)不夠理想，但已有適宜造雪的窗口；低于-5℃時，無論空氣濕度，都可以造出理想雪質(zhì)的雪?？傊?，寒冷且干燥的氣候最適宜人工造雪。

1.3 人工造雪的機(jī)器類型

雖然人工造雪機(jī)器種類多樣，操作方式也多有不同，但主要有兩類機(jī)器。一是借助風(fēng)扇，將液滴噴射向空中，因形狀短粗，通常被稱為雪炮（Snow Gun），另一類則是依靠自身高度，將液滴噴灑到空中，因形狀細(xì)長，通常被稱為雪槍（Stick/Lance）。

在冷空氣中，需要一定的時間液滴才能成為雪花。如在液滴落至地面之前仍沒有晶化，造出的雪濕度就大。所以，雪炮放置的越高，越有利于雪質(zhì)。雪槍最長可達(dá)10m，液滴自然飄散的時間較長，從而利于晶化。比較而言，雪槍便于移動，可以直接在需要之處造雪。雪炮位置相對固定，造出的雪堆需要壓雪機(jī)轉(zhuǎn)運[4]。雪槍因噴灑速度慢，熱交換率低，需要更低的溫度，也對風(fēng)向較為敏感，適用于較窄的賽道。雪炮噴射速度快，熱交換率高，因而適用溫度廣，對風(fēng)向也不敏感，適用于較寬的賽道[7]。因此，在人工造雪機(jī)器中，雪炮更為常見。

計算機(jī)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運用[8]，使雪炮和雪槍都可以在預(yù)先設(shè)定的最適宜的氣象條件下自動工作，既提高了造雪的效率，保證了雪的質(zhì)量，也節(jié)省了能源消耗和人力，顯著降低了造雪成本。

1.4 人工造雪的用水需求

依據(jù)美國SMI公司的說明，要造出200英尺長（61m）、200英尺寬（61m），厚6英寸（0.15m），總計20 000立方英尺（566m3）的雪，需要10 000立方英尺（283m3）的水。因此，為保證造雪，要有充足的水供應(yīng)，同時水壓要不低于100 PSI，約7個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓[7]。這一數(shù)據(jù)為我們提供了一個大致的比例，即1m3的水可以造出2m3的雪。這也意味著，人造雪的密度約在500 kg/m3。依據(jù)加拿大曼尼托巴省越野滑雪協(xié)會公布的資料（表2），這一密度足以滿足大眾滑雪的需要，但距世界杯等高級別賽事密度為540～560 kg/m3的雪尚有差距。按此密度計算，2m3的雪即需要1.1m3的水。在美國的大多數(shù)經(jīng)營性雪場中，造雪高峰期，每分鐘要消耗20 t或每小時要消耗1 250 t水。

表1 美國瑞士山地雪場人工造雪氣象條件指南Table 1 Guide of weather conditions for the snow-making in American and Sw iss mountain ski resorts

表2 雪密度列表Table 2 List of snow density

1.5 人工造雪的普遍運用及其雪質(zhì)優(yōu)勢

氣候變暖，雪線上升、雪量下降是人工造雪技術(shù)得以普遍運用的主因。通過人工造雪來保證甚至延長滑雪場的營業(yè)期，進(jìn)而提高收益，已成為全球絕大多數(shù)雪場的普遍選擇。不只如此，國內(nèi)相關(guān)研究也提出，全球變暖已經(jīng)嚴(yán)重威脅了雪上賽事的開展，甚至對雪上賽事的普及與發(fā)展存在著制約的作用[9]。在歐洲的阿爾卑斯山區(qū)，國外研究表明[10]：氣溫每升高1℃，雪線就提高150m，這使得低海拔的雪場日益需要人工造雪的保障。

2012年，36%的瑞士雪場，60%的奧地利雪場要利用人工造雪來鋪就和維護(hù)。在意大利，有些雪場甚至要全部依賴人工造雪來維持[4]。在美國，近90%的雪場有人工造雪設(shè)備。在其東部和中西部[8]，更是達(dá)到近100%。

2013年，美國迎來了一個缺雪的冬季。北美洲最大的太陽谷滑雪場（Sun Valley）全部依賴人工造雪才使其在1月份能有90%的滑道可以開放。該雪場的人工造雪系統(tǒng)是1991年投資1 500萬美元興建的，此后也不斷追加投資進(jìn)行技術(shù)改造，以提高造雪效率，降低能耗[11]。與天然雪相比，人造雪更為密實的特點，也同樣促進(jìn)了人工造雪的普及。對比SMI公司的數(shù)據(jù)與表2數(shù)據(jù)可以得知，人造雪的密度比天然雪的密度高很多。有資料認(rèn)為[12]，10 cm厚的人造雪相當(dāng)于40 cm厚的天然雪。也有資料提出[4]，人造雪比天然雪更能抵御風(fēng)、雨以及溫度變化的影響，更為穩(wěn)定和持久。這也意味著，人造雪可以使賽道的雪質(zhì)更好，更為穩(wěn)定，對參賽運動員來說也更為公平。

滑雪比賽實踐中，即便有足夠的天然降雪，也需要人造雪以滿足賽道雪質(zhì)要求，滿足賽道維護(hù)的不時之需。缺雪和少雪的情況下，更需要人工造雪保證比賽的如期舉辦。人工造雪系統(tǒng)已成為重大賽事的必要保障。早在1972年日本長野冬奧會之后就有研究提出，現(xiàn)代冬奧會已不再需要天然雪和天然冰了[13]。2009/2010賽季，有報道表明[14]，近半國際雪聯(lián)舉行的越野滑雪世界杯比賽是在人造雪的賽道上舉行的。

2 冬奧會不同舉辦城市的經(jīng)驗與舉措

在冬奧會的舉辦歷史上，因為雪情而不得不采取緊急措施的，最為知名的是1964年奧地利因斯布魯克冬奧會。開幕之前數(shù)周，因缺雪，組委會不得不向部隊緊急求援。為搭建雪車和雪橇賽道，士兵們從附近的高山上采集了20 000塊冰。為挽救雪上項目的賽道，從高山上運來了60 000m3雪。更糟糕的是，開幕前十天開始下雨，造成雪的融化。組委會不得不讓士兵們手腳并用，用殘存的雪來維護(hù)賽道，總算使比賽按期舉辦[15]。與此相反的是，1972年長野冬奧會，因為雪大，為保證賽道的雪質(zhì)的要求，也不得不使用大量的人力清除賽道上的天然雪。為此，長野冬奧會在開幕之前3個月調(diào)用了3 461名自衛(wèi)隊士兵，從賽道清除的天然雪超過20 000m3[13]。1988年卡爾加里冬奧會開啟了人工造雪保障冬奧會的歷史。為此，自1983/1984年起，在開幕之前的連續(xù)三個雪季中，收集氣象數(shù)據(jù)，研究人工造雪方案[16]。

2.1 溫哥華2010年冬奧會的缺雪

2010年1月26日，距奧運開幕僅2周，溫哥華高溫缺雪的窘?jīng)r引起了全世界媒體的關(guān)注。美國廣播公司（ABC News）以《溫哥華冬奧會僅需一樣?xùn)|西：雪》為題進(jìn)行了報道。

比起海拔1 500 m多的惠斯勒黑梳山滑雪場（Whistler Blackcomb），海拔僅610m，位于賽普里斯山（CypressMountain）滑雪場的自由式和單板場地極為缺雪，不得不于1月13日起停止對外營業(yè)，以保護(hù)賽道上的雪，但這并不足以保證奧運會的順利舉行。為此，組委會在賽道下面用干草、木材打底，既隔離地?zé)?，也有助于雪水向下排放，減少雪融。同時用卡車從百英里外緊急調(diào)運積雪，以保證賽道使用。之所以無法通過人工造雪解決問題，因為當(dāng)?shù)貧鉁靥?，濕度太大。適于造雪的氣溫要低于-6℃，但當(dāng)時的氣溫在4～5℃。

組委會的新聞發(fā)言人[17]在介紹這一情況時說：工作人員24小時地在努力，以保證有足夠的雪，提供最好的場地。其他項目的雪場，因惠斯勒黑梳山海拔高，也有足夠的天然雪，情況要好的多。但即便如此，人工造雪也普遍用于提高賽道表層的雪質(zhì)。

2.2 索契2014年冬奧會的囤雪

在索契冬奧會即將開幕之際，國際奧委會以“索契已準(zhǔn)備好迎接任何氣象條件”為題，對索契冬奧會所做的人工造雪工作進(jìn)行了介紹：索契冬奧組委與氣象等方面的專家緊密合作，避免冬奧會期間缺雪。

鑒于溫哥華冬奧會的經(jīng)驗，2010年起，索契冬奧組委聘請囤雪專家芬蘭人米科·馬蒂凱寧（Mikko Martikainen）作顧問，為在賽區(qū)附近的高山上進(jìn)行囤雪和在賽場安裝人工造雪設(shè)備提供指導(dǎo)。索契冬奧組委專門制定和實施了“雪保障計劃（Guaranteed Snow Programme）”，共跨季節(jié)囤積了710 000m3的雪，在賽場布置了404臺固定與27臺移動造雪機(jī)，即便溫度在零度以上，也可以保證賽事的順利舉辦[18]?？缂竟?jié)囤雪的效果，索契冬奧組委主席迪米特里·切尼申科（Dmitry Chernyshenko）[19]在接受采訪時透露：在高山低洼處存儲的700 000m3雪，整個夏季僅有20%融化。索契冬奧組委因此并不擔(dān)心缺雪，而是擔(dān)心雪太多了！在索契冬奧組委賽后的總結(jié)報告中[20]，將“雪保障計劃”的成功歸因于應(yīng)用最新技術(shù)以及采用最新的隔熱材料，即便是夏季，也能有效地減少雪的融化。

2.3 平昌2018年冬奧會高山雪場的人工造雪方案

美國SMI造雪機(jī)公司已是7屆冬奧會的合作伙伴。在該公司公布的2018年韓國平昌冬奧會旌善郡高山滑雪場地的人工造雪方案中，包括如下技術(shù)指標(biāo)：

雪場造雪面積：65 hm2；

海拔：418～1 372m；

落差：954m；

供水量：850m3/h；

冷卻率：510m3/h；

泵水量：510m3/h。

為此，美國SMI造雪機(jī)公司將為高山雪場配備100套臺全自動的Super Polecat造雪機(jī)及10臺移動式的Kid Polecat造雪機(jī)。所有造雪機(jī)都將采用光纜或無線通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，借助SmartSnow軟件對人工造雪進(jìn)行全面的實時自動監(jiān)控[21]，以達(dá)到最高效，最經(jīng)濟(jì)的人工造雪效果。

3 北京2022年冬奧會人工造雪工作的思考與建議

做好北京2022年冬奧會人工造雪工作，最重要的是對延慶和張家口賽區(qū)的氣象條件和水文地理情況有充分的了解和把握，在此基礎(chǔ)之上，才能依據(jù)國內(nèi)外學(xué)術(shù)成果和實踐經(jīng)驗，準(zhǔn)確預(yù)判，精心準(zhǔn)備。

3.1 關(guān)于北京2022年冬奧會人工造雪工作的思考

3.1.1 延慶和張家口賽區(qū)的氣象條件適宜人工造雪

依據(jù)中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（data.cma.cn）的公開數(shù)據(jù)，從1981～2010年的30年中，北京延慶和河北張家口崇禮從11月～3月的月平均溫度、月平均濕度及極值溫度統(tǒng)計如下，詳見表3、4。

表3 延慶地面氣候標(biāo)準(zhǔn)值月值Table 3 M onthly standard value of surface climate at Yanqing city

表3數(shù)據(jù)表明，就延慶地區(qū)而言，從12月起至來年2月，月平均溫度從-5.6℃～-3℃，濕度在50%以下，已具備適宜造雪的條件，且延慶縣海拔約500m，而高山滑雪所在的小海坨山，終點區(qū)海拔約1300m，高出縣城800m。按常規(guī)海拔每升高167m氣溫降低1℃計算，則賽區(qū)溫度應(yīng)比表中數(shù)據(jù)低5℃左右。這意味著，從11月～3月，大部分日期里，延慶賽區(qū)都具備適宜人工造雪的時段。

就崇禮賽區(qū)而言，其1 600m的海拔要比縣城高近300m。表4數(shù)據(jù)表明，從11月至來年3月，月平均溫度從-4.6℃～-2.4℃，濕度不超過61%，大部分日期里也都具備適宜人工造雪的時段。

以月平均氣溫和濕度來衡量，僅能做出粗略的研判。最高極值氣溫也表明存在一定的不確定性和風(fēng)險，但總體而言，延慶和張家口賽區(qū)的氣象條件是適宜人工造雪的，且從11月起至來年3月都有適宜人工造雪的時段。到2月初冬奧會開幕前，有足夠的時間用于造雪以滿足比賽的需要。多年來，延慶石京龍滑雪場的營業(yè)日期基本都是12月初至來年3月初，崇禮萬龍滑雪場則為11月初至來年3月下旬，這足以驗證這一初步判斷。

更準(zhǔn)確的研判應(yīng)以日為單位，依據(jù)近年來的逐日氣象數(shù)據(jù)，更為準(zhǔn)確的預(yù)測適宜人工造雪的時段，為人工造雪方案的設(shè)計提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

3.1.2 延慶和張家口賽區(qū)有充足的水資源保證

國際雪聯(lián)內(nèi)部資料對索契冬奧會自由式和單板滑雪比賽場地的用雪量進(jìn)行了統(tǒng)計。為保證總共10萬m2的賽道和訓(xùn)練道及輔道，需要近300 000m3的雪，加上正常融化再補雪的量，總計需要近435 000 m3的雪，詳見表5。

從賽道用雪到考慮融化因素的最終用雪量，國際雪聯(lián)采納的系數(shù)為1.2～1.3。這一系數(shù)是基于非凍土地面，每天融化大概0.6～0.8 cm，整個辦賽期間，1m厚的雪，約融化20～30 cm。

索契緊鄰黑海，溫度高且濕度大。相較而言，崇禮地區(qū)的氣象條件更易于雪的留存，對雪的需求量應(yīng)不會超過索契。基于這一判斷，參照前文所言由水到雪的轉(zhuǎn)換比率，即便沒有天然降雪，250 000t水也足以保證自由式和單板滑雪比賽的人工造雪需要。

表4 崇禮地面氣候標(biāo)準(zhǔn)值月值Table 4 M onthly standard value of surface climate at Chongli city

表5 索契冬奧會自由式和單板滑雪比賽場地用雪量Table 5 Amount of required snow for freestyle skiing and snowboarding at Sochi W inter Olym pics

據(jù)此，可以相應(yīng)的推算高山滑雪、越野滑雪、跳臺滑雪和冬季兩項等比賽場地的人工造雪需求，進(jìn)而推測出用水量。如依據(jù)國際雪聯(lián)規(guī)則，高山滑雪的滑降和超級大回轉(zhuǎn)項目可以共用賽道，加上大回轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)場地，依據(jù)其賽道長度和寬度要求，可以粗略估計高山滑雪賽道的用雪量約在350 000m3左右。美國SMI公司為平昌冬奧會高山滑雪場地提出的人工造雪覆蓋面積為65hm2，即650000m2，應(yīng)不只是比賽賽道。如以此做參考，總體來看，即便所有區(qū)域按雪厚1m計算，考慮到融化因素，高山場地800 000m3的雪應(yīng)足以保證比賽的需要。因此，耗費的水量應(yīng)在400 000 t左右。如僅保證賽道，不考慮景觀，則在300 000 t左右。

上述推算只是簡單的預(yù)估?？紤]到延慶賽區(qū)距毗鄰的佛峪口水庫僅5 km，水庫儲量2 050 000m3，附近還有儲量以億計的十三陵水庫和官廳水庫，崇禮賽區(qū)毗鄰位于赤城的云州水庫，儲量超100 000 000m3，越野、跳臺、冬兩、自由式和單板比賽場地距水庫都不超過10 km，且已有鋪設(shè)好的輸水管線緊鄰賽區(qū)，因此，無論延慶還是張家口，人工造雪所需的水資源供應(yīng)都是充足的，足以保證辦賽需要。

3.2 關(guān)于北京2022年冬奧會人工造雪工作的建議

上述研判和預(yù)估表明，延慶和張家口賽區(qū)的氣象和水文地理條件，便于實施大規(guī)模的人工造雪，足以保證北京2022冬奧會和冬殘奧會的順利舉辦。但從堅持綠色辦奧角度而言，應(yīng)從可持續(xù)發(fā)展和應(yīng)急角度分別解決好如下問題。

3.2.1 人工造雪系統(tǒng)的效率和囤雪問題

往屆冬奧會經(jīng)驗表明，無論延慶和崇禮賽區(qū)天然降雪大小，都必須具備高效率的人工造雪能力，必須適當(dāng)囤雪，才足以應(yīng)對天氣異常的風(fēng)險，才足以保證冬奧會和冬殘奧會的順利舉辦。

鑒于延慶和崇禮賽區(qū)夏季炎熱的氣候特點，比較而言，大規(guī)?？缂竟?jié)囤雪和當(dāng)季囤雪相比，后者更為可取。這主要是因為，前者必須要有合適的地點且規(guī)模越大，防融效果越好，因此要有必要的工程、材料及人力等投入。后者利用人工造雪系統(tǒng)的效率，沿賽道進(jìn)行囤雪，不僅可以高效滿足比賽用雪的應(yīng)急需要，同時，也有助于節(jié)省后期轉(zhuǎn)運人力，改善場地景觀。

就目前的賽期安排來說，存在較大風(fēng)險的是3月5～15日在延慶賽區(qū)舉辦的殘奧會高山滑雪比賽。但冬殘奧會高山滑雪比賽的賽道長度要求本身就比冬奧會的短，且其他要求也更靈活，因此，如能做好2月20日冬奧會結(jié)束到3月15日殘奧會舉辦期間的雪量保存和雪質(zhì)保持工作，這一期間的風(fēng)險應(yīng)可應(yīng)對。當(dāng)然，殘奧會的場地安排上選擇陽光照射時間較短的賽道，囤雪時選擇最好的隔熱材料，在賽道維護(hù)上提前預(yù)埋干草和木料，或者在賽道修整時添加固化劑，都有助于解決雪融問題和賽道的雪質(zhì)問題。

3.2.2 水資源的保護(hù)和循環(huán)利用問題

前述針對人工造雪用水量的預(yù)估僅是對冬奧會賽前12天，比賽16天，前后一個月用雪所做的估計。實際上人工造雪將從11月初持續(xù)至來年的3月中，以保證賽前訓(xùn)練、冬奧會、冬殘奧會全部賽事的順利舉辦?？紤]到5個月時間內(nèi)風(fēng)、沙、雨等不利保存雪量，維持雪質(zhì)的因素，加之進(jìn)入2月后逐漸向暖的天氣，最終用水量仍有很大變數(shù)。

賽區(qū)周邊水庫的水雖足以保證人工造雪需求，但只有優(yōu)先使用賽區(qū)的水資源，做好水資源的循環(huán)利用，才是可持續(xù)之道。這就要求必須在賽區(qū)合適的位置設(shè)立蓄水池，積蓄自然雨雪，積蓄融化的雪水，供人工造雪循環(huán)使用，達(dá)到造雪用水和積蓄水源的最佳平衡，盡可能減少對外部水資源的依賴和使用。

在場地規(guī)劃和建設(shè)中，應(yīng)充分聽取水文地理方面專家的意見，積極采納國內(nèi)外雪場的成熟經(jīng)驗，保護(hù)賽區(qū)特別是賽道的植被，設(shè)計合理通暢的引水渠道，做好蓄水池底部的防漏處理，等等。國外研究成果表明，如果蓄水系統(tǒng)做的好，應(yīng)能達(dá)到60%左右的回收率[22]。國內(nèi)雪場的經(jīng)驗則更樂觀，可以達(dá)到70%以上的回收率。這不僅將節(jié)約大量用水，更為雪場之后的可持續(xù)使用奠定基礎(chǔ)。

同時需要注意的是，要盡可能依據(jù)自然地形新建蓄水池，盡可能減少水循環(huán)系統(tǒng)溝渠管線的施工量，以減少對賽區(qū)生態(tài)平衡的影響。合理的人工造雪系統(tǒng)必須實現(xiàn)對環(huán)境影響的最小化。

3.2.3 極端天氣的應(yīng)急問題

作為應(yīng)急方案，應(yīng)密切關(guān)注全天候造雪技術(shù)的進(jìn)展，進(jìn)一步準(zhǔn)確預(yù)估雪的需求量，確保在極端天氣（無雪或缺雪）的情況下，也有足量的雪滿足比賽的需要。

全天候造雪技術(shù)不依賴外部氣象條件，但受限于造雪效率和成本。IDE公司2010年出品的功率最大的VIM850型號全天候造雪機(jī)，每臺機(jī)器占地約120m2，每天可造雪1 720m3，雪密度600～700 kg/m3。按前文對延慶高山場地用雪量的估算，如僅滿足比賽場地需要，考慮到雪的密度，350 000m3的雪，10臺機(jī)器，20天可以完成。即便氣溫較高，這一造雪能力也足以及時補雪。全天候造雪機(jī)的安放位置也應(yīng)精心選擇，沿著比賽道設(shè)置，盡可能減少后期轉(zhuǎn)運的工作量，無疑是首選。

極端天氣還有可能是大雪或暴雪。但無論暴雪或缺雪，都需要足夠的壓雪機(jī)和人力，及時清理賽道積雪或及時向賽道轉(zhuǎn)運人造雪。相關(guān)團(tuán)隊?wèi)?yīng)從培訓(xùn)骨干角度入手，盡早搭建，盡早積累經(jīng)驗。

4 結(jié)語

北京延慶和張家口賽區(qū)寒冷且干燥的氣候適宜人工造雪。采用最先進(jìn)的技術(shù)，保證最充足的供水，做好水資源的循環(huán)利用，在賽道附近進(jìn)行必要的當(dāng)季囤雪，采用多種手段保存雪量、保持雪質(zhì)，應(yīng)足以保證北京2022年冬奧會和冬殘奧會滑雪項目的比賽。

在上述舉措中，人工造雪系統(tǒng)的效率、水資源的循環(huán)利用及當(dāng)季囤雪是關(guān)鍵。為此，應(yīng)廣泛吸取國內(nèi)外經(jīng)驗，廣泛征求相關(guān)專家，包括造雪機(jī)生產(chǎn)廠家的專業(yè)意見，密切關(guān)注技術(shù)進(jìn)展，扎實做好賽區(qū)氣象條件、水文地理情況的分析，從而設(shè)計出高效、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)的人工造雪系統(tǒng)，同時組織專業(yè)隊伍，強(qiáng)化培訓(xùn)和實踐，在冬奧會開幕前僅余的4個冬季里，盡快積累經(jīng)驗。為北京2022年冬奧會和冬殘奧會滑雪項目精彩、非凡、卓越的比賽提供重要的保障，為堅持綠色、共享、開放辦奧提供最有力的例證。

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Research on the Snow-M aking for Beijing 2022W inter O lympicsand W inter Paralym pics

YANGZhan-wu
(Physical Education DepartmentofRenmin University ofChina,Beijing 100872，China)

The snow-making system will be fundamental requirement for the ski competitions'success of Beijing 2022 Winter Olympics and Winter Paralympics.Starting with the mechanism of artificial snow-making technology,the paper reviews the snow-making'sweather conditions,technicalstatusand currentapplication.Drawing lessons from theexperiencesofvariousWinterOlympicshostcities,itanalyzes the prospectsand risksofsnow-makingatBeijing 2022WinterOlympicsandWinter Paralympics. It thinks that there are three key factorson which should be focused about the snow-making at the two games as follows:the efficiency of snow-making system,the recycle use ofwater resource and the seasonalsnow storage.

Beijing;WinterOlympics;snow-making;research

G811.212/TS952

A

1002-3488（2017）01-0001-08

2016-12-12；

楊占武（1968-），男，江蘇徐州人，博士，副研究員，北京2022冬奧組委項目專家，研究方向為體育人文社會學(xué)。