“湖上漂”朱廣偉智斗藍(lán)藻

文/潮音瀑

長(zhǎng)三角重要的戰(zhàn)略水源地千島湖，最近有了自己的“體檢系統(tǒng)”——“千島湖水質(zhì)水華預(yù)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)”。該系統(tǒng)每隔4小時(shí)會(huì)采集一次水樣并輸出水質(zhì)數(shù)據(jù)，它還能結(jié)合未來(lái)七天的天氣預(yù)報(bào)，生成未來(lái)七天水質(zhì)變化的預(yù)測(cè)預(yù)警報(bào)告。這也是國(guó)內(nèi)首個(gè)深水湖泊水質(zhì)水華預(yù)測(cè)預(yù)警平臺(tái)。

中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所（以下簡(jiǎn)稱南京地湖所）研究員朱廣偉，是這套“體檢系統(tǒng)”的研制者之一。自2001年與湖泊水環(huán)境治理結(jié)緣以來(lái)，朱廣偉便開(kāi)始圍著湖泊水庫(kù)中的藍(lán)藻、淤泥、營(yíng)養(yǎng)鹽、水草轉(zhuǎn)。

朱廣偉

打造千島湖“體檢系統(tǒng)”

黝黑的皮膚、清瘦的面龐，常年在國(guó)內(nèi)外湖泊取樣、觀測(cè)的朱廣偉，被野外的雨雪風(fēng)霜“雕刻”成了如今這副模樣。

最近，他每隔幾天就會(huì)打開(kāi)“千島湖水質(zhì)水華預(yù)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)”，察看監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能否正常上傳。這套系統(tǒng)是他和同事7年心血的結(jié)晶。

2019年9月，千島湖正式向杭州市供水。千島湖是浙江省杭州市的重要水源，也是整個(gè)長(zhǎng)三角地區(qū)重要的戰(zhàn)略水源地。

但千島湖的局部庫(kù)灣也曾暴發(fā)藍(lán)藻水華，對(duì)周圍地區(qū)居民的飲水安全造成影響。

水華，是指由于湖庫(kù)水體中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量過(guò)多，導(dǎo)致在適宜的水文、氣象條件下，水中藻類瘋長(zhǎng)的一種生態(tài)現(xiàn)象，也是水體在富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程中常出現(xiàn)的生態(tài)問(wèn)題。

“千島湖是深水湖泊，最深處可達(dá)100米。我們?cè)谇u湖500多平方公里的湖面上，設(shè)置了11個(gè)浮標(biāo)。其中的剖面標(biāo)、水質(zhì)探頭每隔4小時(shí)下沉至水底40米處，分層檢測(cè)水體葉綠素、溶解氧、水溫、濁度等關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)。系統(tǒng)可根據(jù)這些數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)出未來(lái)七天千島湖水質(zhì)水華的變化情況?！敝鞆V偉說(shuō)。

從2012年起，朱廣偉開(kāi)始牽頭設(shè)計(jì)千島湖水質(zhì)水華的自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系，這是“體檢系統(tǒng)”的重要組成部分。

“人們一般只知道藍(lán)藻瘋長(zhǎng)與水污染有關(guān)，但很少有人關(guān)注快速變化的水文、氣象條件在藍(lán)藻生長(zhǎng)過(guò)程中所發(fā)揮的作用，特別是在水質(zhì)較好的深水水庫(kù)?！敝鞆V偉說(shuō)，他和同事根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，逐步摸索出水庫(kù)中硅藻、藍(lán)藻的生長(zhǎng)規(guī)律。更重要的是，他們還分析出了短期水文、氣象條件變化對(duì)水中藻類種群、生物量等的影響。

一場(chǎng)暴雨過(guò)后，水庫(kù)入庫(kù)河道部分的水體可能會(huì)變得十分渾濁。高濁度水團(tuán)就像攤大餅一樣，在水庫(kù)中迅速擴(kuò)散。其所到之處，與藻類生長(zhǎng)有關(guān)的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度、光溫條件可能會(huì)驟變。

“利用‘體檢系統(tǒng)’的水動(dòng)力生態(tài)模型，可以算出高濁度水團(tuán)從進(jìn)庫(kù)到出庫(kù)的時(shí)間，再綜合水庫(kù)當(dāng)時(shí)的氣象、水文等條件，就可預(yù)測(cè)出該水庫(kù)水質(zhì)和藍(lán)藻的變化情況。這些信息可以為自來(lái)水廠等企業(yè)和相關(guān)部門(mén)及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施提供幫助?！敝鞆V偉說(shuō)。

每年有大半時(shí)間漂在湖上

2001年，浙江大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)博士畢業(yè)后，朱廣偉來(lái)到心儀已久的南京地湖所工作。

“讀博期間，我已經(jīng)在做運(yùn)河底泥污染及疏浚物處置的相關(guān)研究，覺(jué)得做水體研究很有意思。當(dāng)時(shí)，我和同學(xué)常去湖泊取樣，坐在船里、漂在水上的感覺(jué)，有點(diǎn)像旅游啊?！辈黄堁孕Φ闹鞆V偉，一提到野外作業(yè)，狀態(tài)立刻放松下來(lái)，仿佛心都要飛出去了。

“太湖特別大，但水很淺，最深的地方才3米。一場(chǎng)風(fēng)雨襲來(lái)，湖水就全被攪動(dòng)起來(lái)了。湖底淤泥會(huì)釋放出磷，這給藍(lán)藻提供了豐富的養(yǎng)料?！敝鞆V偉一年中有大半時(shí)間漂在湖上。他輾轉(zhuǎn)于太湖的幾百根泥柱中，測(cè)量泥土的營(yíng)養(yǎng)鹽成分，了解底泥懸浮、沉降過(guò)程對(duì)水中磷濃度的影響。

在朱廣偉看起來(lái)，常在“江湖”漂，說(shuō)起來(lái)浪漫，卻也險(xiǎn)象環(huán)生。

2003年7月17日，是朱廣偉銘記一生的日子。那天下午，他和同事剛剛結(jié)束在太湖梅梁灣為期一周的觀測(cè)工作，在返航途中，大片黑云裹挾著暴雨向他們襲來(lái)，頓時(shí)狂風(fēng)大作。浪頭掀至1米多高，在船尾綁著的救生艇就像驚馬一樣跳來(lái)跳去。幸虧當(dāng)時(shí)船上備了六個(gè)錨，他們頂風(fēng)下錨，船上八名工作人員一起趴下，用身體壓住采樣設(shè)備和樣品。

“那時(shí)，我感覺(jué)人就像樹(shù)葉一樣脆弱，隨時(shí)可能被卷到湖里去?！敝鞆V偉回憶道。30分鐘之后，風(fēng)雨過(guò)去，大家起身發(fā)現(xiàn)，船上的帆布篷已被狂風(fēng)撕成碎條，船上到處是湖水。

還有一次，朱廣偉和同事從太湖蘇州段回來(lái)，GPS沒(méi)有電了，船長(zhǎng)憑著經(jīng)驗(yàn)駕駛，結(jié)果到了晚上八九點(diǎn)，才發(fā)現(xiàn)方向錯(cuò)了，油也耗光了。漆黑的晚上，失去動(dòng)力的船在大風(fēng)下亂漂，船上工作人員的手機(jī)又沒(méi)有電了。幸虧隨行的學(xué)生帶了備用手機(jī)，才呼叫到了救援隊(duì)。

這些經(jīng)歷，讓朱廣偉變得愈加細(xì)心。每次去湖泊采樣，導(dǎo)航儀、手機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)電瓶都要備雙份，GPS要充滿電，油料要備足。另外，他還會(huì)準(zhǔn)備一根竹篙，以便在拋錨時(shí)自救。

另辟蹊徑設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)平臺(tái)

2005年朱廣偉任太湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)研究站副站長(zhǎng)后，承擔(dān)起太湖逐月生態(tài)監(jiān)測(cè)工作。他喜歡站在船頭，觀察湖水的變化，預(yù)判水體透明度、總氮、總磷、葉綠素等指標(biāo)，并將它們記錄在當(dāng)天的調(diào)查日志中。

“對(duì)水體研究來(lái)說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)直觀的觀測(cè)感受十分重要。如果實(shí)驗(yàn)室分析出的結(jié)果和預(yù)判相差太大，就需要認(rèn)真剖析原因。做生態(tài)環(huán)境研究，不去做實(shí)地調(diào)查，就沒(méi)有發(fā)言權(quán)?！敝鞆V偉說(shuō)。

“在制訂太湖藍(lán)藻水華控制方案時(shí)，許多人將重點(diǎn)放在底泥疏浚上，但其實(shí)太湖的底泥污染并沒(méi)有大家想象得那么嚴(yán)重，大部分水域的底泥是不需要被挖走的。”在掌握了豐富的數(shù)據(jù)后，朱廣偉提出，把恢復(fù)湖灣中的水草植物列為工作重點(diǎn)?！斑@樣做，一來(lái)可以加固底泥，二來(lái)可以讓水草與藍(lán)藻競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)鹽與光照，抑制藍(lán)藻的生長(zhǎng)。此外，水草多了，浮游動(dòng)物和魚(yú)類也就多了，湖體的營(yíng)養(yǎng)鹽自凈能力也會(huì)得到加強(qiáng)?！?/p>

從2005年起，朱廣偉開(kāi)始設(shè)計(jì)太湖水質(zhì)及藍(lán)藻高頻監(jiān)測(cè)平臺(tái)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳入網(wǎng)的頻次達(dá)10分鐘/次。此前，湖泊水質(zhì)監(jiān)測(cè)基本靠人工取樣分析，耗時(shí)長(zhǎng)且無(wú)法監(jiān)測(cè)到大型淺水湖泊藍(lán)藻水華、營(yíng)養(yǎng)鹽濃度在氣象因素影響下的快速變化情況。

2009年，基于高頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的藍(lán)藻水華預(yù)測(cè)預(yù)警模型被開(kāi)發(fā)完成，成為國(guó)內(nèi)首套湖泊藍(lán)藻水華及湖泛監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。

從2009年到2016年，朱廣偉和同事發(fā)布了380期《太湖藍(lán)藻及湖泛監(jiān)測(cè)預(yù)警半周報(bào)》，為國(guó)家和省市有關(guān)部門(mén)決策提供了重要依據(jù)，保障了太湖飲用水源地的生態(tài)安全。他們的工作獲得國(guó)家水專項(xiàng)的項(xiàng)目支持，相關(guān)成果獲得2018年度環(huán)境保護(hù)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

“我喜歡湖泊，最讓我開(kāi)心的，莫過(guò)于看到湖庫(kù)變得更美、水資源變得更安全、生態(tài)系統(tǒng)變得更健康?！敝鞆V偉說(shuō)。