巧設隔水壩　化解渤海水污染

葉懋冬

一直以來，渤海水污染的治理是許多人關心的問題。多年以前，有人曾提出建議，建造連接渤海和黃海的萊州灣至膠州灣的萊膠運河，試圖形成渤海黃海之間的環流來沖刷渤海的污染水體，以達到凈化渤海水體的目的。建議遭到不少質疑：是否能形成渤海黃海之間的環流，是否會帶來像土地鹽堿化一樣的環保災難，還有開鑿運河所耗費的土地及資金成本等等。

渤海是被大陸環繞的內海，與外海的水體交換非常緩慢。如要加速水體的交換，最好能形成渤海與外海之間的環流。這樣的環流的形成需要一些外界的動力，而現有的外來動力有潮汐和洋流，而主要能利用的外力是潮汐力。要使潮汐力形成環流，就需要隔水壩分隔部分渤海，形成進口出口，造成不平衡的水流壓力差，形成環流交換內外水體。

隔水壩建在渤海的進口處，也就是建在北邊的大連和南邊的煙臺蓬萊之間(圖1、圖2表示兩種不同的隔水壩設想)。這樣的隔水壩把原來的大的進口分隔為一個進口和一個出口，使得海水借助于潮水的外力，在潮水的一進一出之間，于進出口形成流量差，從而使渤海的水體得到交換。

這里的關鍵問題是隔水壩能否使潮水在一進一出之間形成流量差。這個問題我們可以從圖3所示的平面管流中得到相關的啟發。圖3中的管流在被一道斜向的壩體阻隔后，分別以不同的流量從上下兩個出口流出。由于進出口的不對稱性，流進去的水體和流出來的水體將會有一定的差異。我們在渤海進口設置隔水壩，也是希望達到類似的效果，使其在潮汐的一進一出之間，兩個出口形成流量差，借此使渤海水體得到交換。

實際上是否能達到這樣的效果，還需要經過精密的計算和流體動力學模擬實驗來確定。在計算和動力學實驗中，我們可以通過設計隔水壩的形狀、長度和位置等要素，使渤海的進出口兩邊形成一定的壓力差，以造成產生環流的條件。當然，在實際的潮汐力的作用下，可能并不是形成簡單的環流，而是水體振蕩性的不平衡位移。這種朝向單方向的位移不斷的進行，構成振蕩型的環流，也就能把水體逐漸地移出渤海。另外，隔水壩也可以不止一條，可以用多條隔水壩組合成一個大型水流動力學系統來達到形成環流的目的。

我們所希望的是固定型的隔水壩就能解決渤海水體的交換問題。這里隔水壩的形狀和位置對環流的形成起著非常重要的作用。如果經過精確的計算和流體動力學模擬實驗還不能找到有效的隔水壩方案，我們可以在進出口添加“活動型”的壩體來控制水流。所謂活動型的壩體，是在壩體上安裝單向的類似于活門的閘門，當正方向的水流過來時，它會沖開閘門進去，而當反方向的水流過來時，由于水流的作用，閘門被關閉，從而達到交換水體的目的。由于每一次潮汐我們只需要交換很少的一部分水體，因此不需要用活動型壩體封閉整個進出口，這樣就不會對通航造成很大的影響。

同時，我們也可以設想動力型的壩體，那就需要以外來能量控制閘門，或者用水泵抽水。雖然可以更精準地控制水流的流向和流量，也可以和潮汐電站合并在一起考慮。但結合成本、時間和技術等種種因素，目前并不適宜。