看“大贝壳”拿什么智斗太湖蓝藻

李媛 沈艳忱 丁文浩

太湖作为中国第三大淡水湖，素有“水天一色”的美誉，历来就吸引了无数文人墨客的目光，有王昌龄的“水宿烟雨寒，洞庭霜落微”，有唐寅的“具区浩荡波无极，万顷湖光净凝碧”。清澈幽深的水美太湖，引得无数人慕名而来。

2007 年夏，太湖蓝藻暴发，引发区域供水危机。这次的大范围关注，不是因太湖壮丽的自然景观、悠久的历史文化和丰富的人文景观，而是水污染问题长期积聚导致的 “太湖之殇”。那层散发着难闻气味的“绿糨糊”，给诗情画意的太湖带来了很大的困扰。

为了智斗蓝藻，在烟波浩渺的太湖边，出现了一个“太湖卫士”。它是谁？它的名字叫南京水利科学研究院河湖治理研究基地，外形像是一只守在湖边的“大贝壳”。它的使命就是监测、保护太湖水源系统，帮助解决太湖特有的浅水湖湾湖水污染问题。

“大贝壳”的顶配装备

“大贝壳”位于江苏省无锡市太湖湾科创带的“一核十园多点”规划核心区，它的长、宽各有150 多米，“贝壳”内可以轻松地容纳两片标准足球场。

“大贝壳”可不打无准备之仗，早早就把战略战术在肚子里推演了千遍万遍，技能装备更是世界顶配！

它的肚子里装着世界首个大尺度室内浅水湖泊风生流物理模型——太湖风生流全湖区物理模型，模拟了太湖全湖区、23条主要出入湖河流及51 个岛屿，尺寸有140 米×140 米那么大……对于太湖蓝藻的生存区间，“大贝壳”早已用这个水平比尺1：500、垂直比尺1：10 的“大沙盘”扫描完毕，全方位烂熟于心。

为全面模拟户外环境，“大贝壳”里可是裝备齐全，对于怎么还原自然风场、怎么模拟周边入湖河流、怎么进行水动力等相关数据采集监测……通通思虑周全。比如数据采集监测，考虑到湖泊风生流流速小，对流速测量精度高，传统的接触式测量仪器对风场有干扰，风场也会影响仪器的测量，“大贝壳”的技能库里“修习”了一系列世界先进的模型量测技术，通过大范围表面流观测、水下无接触量测、大范围浓度观测等，各种数据精度速度在线，全部实时传送，真的是“超级大脑”！

到这里，“大贝壳”已经出名了，通过解决超大变率风生流物理模型相似等基础性世界难题，构建世界领先的风生流风场模拟技术，它已经走在了前列，离“制服”蓝藻还远吗？

高科技断绝蓝藻“后路”

我们都知道，水体中氮、磷等营养元素含量过度增长是导致太湖蓝藻暴发的一大原因。湖流是蓝藻聚集的重要载体，“大贝壳”通过固淤成岛、调水引流、蓝藻迁移等方面的研究，对影响蓝藻聚集发生、扩散的水域通道进行深入调研，为智斗太湖蓝藻打下了坚实基础。

太湖底泥蓄积量大、氮磷含量高，底泥污染物释放会加剧湖体富营养化，所以生态清淤是一项重要的治理手段。然而，太湖周边无闲置土地可供淤泥堆场，解决清淤淤泥出路成为太湖生态清淤顺利推进的关键因素。“大贝壳”通过揭示太湖水动力要素与生态环境的作用机理，以湖流和风浪结构的改善为目标，建立生态岛选址与形态研究水动力环境方案集，研究湖湾水体循环、水生动植物恢复、蓝藻抑制和湖泛防控等与生态岛布局的关系，提高水源地安全保障程度，形成生态岛最优选址方案，为太湖固淤成岛提供技术支撑。

压制蓝藻的实战经验

当然，对于蓝藻本身，“大贝壳”也要知己知彼。通过认识蓝藻迁移聚散的规律，分析蓝藻聚散对不同外界驱动的响应机制，“大贝壳”为蓝藻水华暴发预报、水源地保护措施设计等提供了更好的科学参考。

“大贝壳”出现之前，太湖湖区环流形态和蓝藻水华聚散过程的研究主要依靠数值模拟和定点观测等手段，由于环流和蓝藻运动受到外界众多因素影响，同时太湖边界条件复杂，对湖区环流及蓝藻水华聚散规律的认识尚不全面，尤其是三维环流形态、蓝藻聚散规律等机理性难题。“大贝壳”通过复演蓝藻迁移聚集的整个物理过程，一点点地揭示了太湖湖区环流系统及蓝藻水华迁移规律。

现在，蓝藻已经被压制得再也不敢暴发了。而“大贝壳”也在斗智斗勇中，收获了第一手“守”在湖边的成果：浅水湖泊水动力学基础理论、污染物迁移扩散规律、蓝藻水华聚散漂移、调水引流优化调度、改善太湖水动力要素的综合措施、抑藻控藻、防治湖泛……一系列的实战经验，都已经在“引江济太”等国家重大“治太”工程项目中发挥了重要作用，并为全国流域水环境综合治理提供了有益借鉴。

（责任编辑：白玉磊）