看“大貝殼”拿什么智斗太湖藍藻

李媛 沈艷忱 丁文浩

太湖作為中國第三大淡水湖，素有“水天一色”的美譽，歷來就吸引了無數文人墨客的目光，有王昌齡的“水宿煙雨寒，洞庭霜落微”，有唐寅的“具區浩蕩波無極，萬頃湖光凈凝碧”。清澈幽深的水美太湖，引得無數人慕名而來。

2007 年夏，太湖藍藻暴發，引發區域供水危機。這次的大范圍關注，不是因太湖壯麗的自然景觀、悠久的歷史文化和豐富的人文景觀，而是水污染問題長期積聚導致的 “太湖之殤”。那層散發著難聞氣味的“綠糨糊”，給詩情畫意的太湖帶來了很大的困擾。

為了智斗藍藻，在煙波浩渺的太湖邊，出現了一個“太湖衛士”。它是誰？它的名字叫南京水利科學研究院河湖治理研究基地，外形像是一只守在湖邊的“大貝殼”。它的使命就是監測、保護太湖水源系統，幫助解決太湖特有的淺水湖灣湖水污染問題。

“大貝殼”的頂配裝備

“大貝殼”位于江蘇省無錫市太湖灣科創帶的“一核十園多點”規劃核心區，它的長、寬各有150 多米，“貝殼”內可以輕松地容納兩片標準足球場。

“大貝殼”可不打無準備之仗，早早就把戰略戰術在肚子里推演了千遍萬遍，技能裝備更是世界頂配！

它的肚子里裝著世界首個大尺度室內淺水湖泊風生流物理模型——太湖風生流全湖區物理模型，模擬了太湖全湖區、23條主要出入湖河流及51 個島嶼，尺寸有140 米×140 米那么大……對于太湖藍藻的生存區間，“大貝殼”早已用這個水平比尺1：500、垂直比尺1：10 的“大沙盤”掃描完畢，全方位爛熟于心。

為全面模擬戶外環境，“大貝殼”里可是裝備齊全，對于怎么還原自然風場、怎么模擬周邊入湖河流、怎么進行水動力等相關數據采集監測……通通思慮周全。比如數據采集監測，考慮到湖泊風生流流速小，對流速測量精度高，傳統的接觸式測量儀器對風場有干擾，風場也會影響儀器的測量，“大貝殼”的技能庫里“修習”了一系列世界先進的模型量測技術，通過大范圍表面流觀測、水下無接觸量測、大范圍濃度觀測等，各種數據精度速度在線，全部實時傳送，真的是“超級大腦”！

到這里，“大貝殼”已經出名了，通過解決超大變率風生流物理模型相似等基礎性世界難題，構建世界領先的風生流風場模擬技術，它已經走在了前列，離“制服”藍藻還遠嗎？

高科技斷絕藍藻“后路”

我們都知道，水體中氮、磷等營養元素含量過度增長是導致太湖藍藻暴發的一大原因。湖流是藍藻聚集的重要載體，“大貝殼”通過固淤成島、調水引流、藍藻遷移等方面的研究，對影響藍藻聚集發生、擴散的水域通道進行深入調研，為智斗太湖藍藻打下了堅實基礎。

太湖底泥蓄積量大、氮磷含量高，底泥污染物釋放會加劇湖體富營養化，所以生態清淤是一項重要的治理手段。然而，太湖周邊無閑置土地可供淤泥堆場，解決清淤淤泥出路成為太湖生態清淤順利推進的關鍵因素。“大貝殼”通過揭示太湖水動力要素與生態環境的作用機理，以湖流和風浪結構的改善為目標，建立生態島選址與形態研究水動力環境方案集，研究湖灣水體循環、水生動植物恢復、藍藻抑制和湖泛防控等與生態島布局的關系，提高水源地安全保障程度，形成生態島最優選址方案，為太湖固淤成島提供技術支撐。

壓制藍藻的實戰經驗

當然，對于藍藻本身，“大貝殼”也要知己知彼。通過認識藍藻遷移聚散的規律，分析藍藻聚散對不同外界驅動的響應機制，“大貝殼”為藍藻水華暴發預報、水源地保護措施設計等提供了更好的科學參考。

“大貝殼”出現之前，太湖湖區環流形態和藍藻水華聚散過程的研究主要依靠數值模擬和定點觀測等手段，由于環流和藍藻運動受到外界眾多因素影響，同時太湖邊界條件復雜，對湖區環流及藍藻水華聚散規律的認識尚不全面，尤其是三維環流形態、藍藻聚散規律等機理性難題。“大貝殼”通過復演藍藻遷移聚集的整個物理過程，一點點地揭示了太湖湖區環流系統及藍藻水華遷移規律。

現在，藍藻已經被壓制得再也不敢暴發了。而“大貝殼”也在斗智斗勇中，收獲了第一手“守”在湖邊的成果：淺水湖泊水動力學基礎理論、污染物遷移擴散規律、藍藻水華聚散漂移、調水引流優化調度、改善太湖水動力要素的綜合措施、抑藻控藻、防治湖泛……一系列的實戰經驗，都已經在“引江濟太”等國家重大“治太”工程項目中發揮了重要作用，并為全國流域水環境綜合治理提供了有益借鑒。

（責任編輯：白玉磊）