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　　長三角重要的戰(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)測預(yù)警系統(tǒng)”。
　　每隔4小時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)采集1次水樣并輸出水質(zhì)數(shù)據(jù)，它還能結(jié)合未來7天的天氣預(yù)報(bào)，生成預(yù)測未來7天水質(zhì)變化的預(yù)測預(yù)警報(bào)告。這也是國內(nèi)首個(gè)深水湖泊水質(zhì)水華預(yù)測預(yù)警平臺(tái)。
　　中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所（以下簡稱南京地湖所）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，朱廣偉便開始圍著湖泊水庫中的藍(lán)藻、淤泥、營養(yǎng)鹽、水草轉(zhuǎn)。
　　歷時(shí)七年打造千島湖“體檢系統(tǒng)”
　　黝黑的皮膚、清瘦的面龐，常年在國內(nèi)外湖泊取樣、觀測的朱廣偉，被野外的雨雪風(fēng)霜“雕刻”成了這副模樣。
　　最近，他每隔幾天就會(huì)打開“千島湖水質(zhì)水華預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)”，察看監(jiān)測數(shù)據(jù)能否被正常上傳。這是他和同事歷時(shí)7年，為千島湖量身打造的“體檢系統(tǒng)”。
　　千島湖是浙江省杭州市的重要水源，也是整個(gè)長三角地區(qū)重要的戰(zhàn)略水源地。2019年9月，千島湖正式向下游杭州市和嘉興市近千萬人口供水。
　　如今作為優(yōu)質(zhì)水源地的千島湖，局部庫灣也曾暴發(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，是指由于湖庫水體中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)含量過多，導(dǎo)致在適宜的水文、氣象條件下，水中藻類瘋長的一種生態(tài)現(xiàn)象，它也是水體在富營養(yǎng)化過程中常出現(xiàn)的生態(tài)問題。
　　“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)探頭可每隔4小時(shí)下沉至水底40米處，分層檢測水體葉綠素、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)測出未來7天千島湖水質(zhì)水華的變化情況?！敝鞆V偉說。
　　從2012年起，朱廣偉開始牽頭設(shè)計(jì)千島湖水質(zhì)水華的自動(dòng)監(jiān)測體系，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)藻生長過程中所發(fā)揮的作用，特別是在水質(zhì)較好的深水水庫。”朱廣偉說，他和同事根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，逐步摸索出水庫中硅藻、藍(lán)藻的生長規(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。
　　朱廣偉舉例說道，比如，一場大暴雨過后，水庫入庫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，在水庫中迅速擴(kuò)散。其所到之處，與藻類生長有關(guān)的營養(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)庫到出庫的時(shí)間，再綜合水庫當(dāng)時(shí)的氣象、水文等條件，就可預(yù)測出該水庫水質(zhì)和藍(lán)藻的變化情況。這些信息可為自來水廠等部門及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施提供幫助?！敝鞆V偉說。
　　一年中有半年時(shí)間漂在湖上
　　2001年，從浙江大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)博士畢業(yè)后，朱廣偉來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，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，仿佛心都要飛出去了。
　　不過，當(dāng)站到了太湖邊，朱廣偉發(fā)現(xiàn)，水體研究遠(yuǎn)沒有那么浪漫，取而代之的，是研究中面臨的一個(gè)個(gè)具體問題。
　　“太湖特別大，但水很淺，最深的地方才3米。一場風(fēng)雨襲來，湖水就全被攪動(dòng)起來了。湖底淤泥會(huì)釋放出磷，這給藍(lán)藻提供了豐富的養(yǎng)料?！睆?001年開始，朱廣偉每年都有半年時(shí)間漂在湖上，在太湖和長江中下游地區(qū)湖泊做底泥調(diào)查。他要輾轉(zhuǎn)從太湖的幾百根泥柱中，測量泥土的營養(yǎng)鹽成分，了解底泥懸浮、沉降過程對(duì)水中磷濃度的影響。
　　“在制定太湖藍(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)。“這樣做，一來可以加固底泥，二來可以讓水草與藍(lán)藻競爭營養(yǎng)鹽與光照，抑制藍(lán)藻的生長。此外，水草多了，浮游動(dòng)物和魚類也就多了，湖體的營養(yǎng)鹽自凈能力也會(huì)得到加強(qiáng)。”
　　從2005年起，朱廣偉開始設(shè)計(jì)太湖水質(zhì)及藍(lán)藻高頻監(jiān)測平臺(tái)，監(jiān)測數(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)測基本靠人工取樣分析，這種傳統(tǒng)的方法耗時(shí)長且無法監(jiān)測到大型淺水湖泊藍(lán)藻水華、營養(yǎng)鹽濃度在氣象因素影響下的快速變化情況。例如，持續(xù)一周的寒潮很可能影響一整年的藍(lán)藻水華發(fā)生情況，用原有方法，由于監(jiān)測周期太長，這些短期出現(xiàn)卻可能影響深遠(yuǎn)的突發(fā)狀況，往往難以被監(jiān)測到?！彼f。
　　2009年，基于高頻監(jiān)測系統(tǒng)的藍(lán)藻水華預(yù)測預(yù)警模型被開發(fā)完成，成為國內(nèi)首套湖泊藍(lán)藻水華及湖泛監(jiān)測預(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)測預(yù)警半周報(bào)》，為國家和省市有關(guān)部門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)。
　　出野外時(shí)險(xiǎn)被巨浪卷入湖中
　　在2005年任太湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)研究站副站長后，朱廣偉承擔(dān)起太湖逐月生態(tài)監(jiān)測工作，常要帶隊(duì)開船赴野外作業(yè)。不駕駛快艇時(shí)，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)水體研究來說，現(xiàn)場直觀的觀測感受十分重要。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，就沒有發(fā)言權(quán)?！敝鞆V偉說。
　　在朱廣偉看起來，常在“江湖”漂，雖然說起來浪漫，但也險(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工作，在返航途中，突然一大片黑云裹挾著暴雨向他們襲來，頓時(shí)狂風(fēng)大作。幸虧當(dāng)時(shí)船上備了6個(gè)錨，他們頂風(fēng)下錨，同時(shí)船上8名工作人員一起趴下，用身體壓住采樣設(shè)備和樣品。
　　巨風(fēng)之下，船上桌子的抽屜，一個(gè)個(gè)嗖嗖地飛到湖里，浪頭一下子被掀至一米來高，在船尾綁著的救生艇就像驚馬一樣跳來跳去。
　　“那時(shí)，我感覺人就像樹葉一樣脆弱，隨時(shí)可能被卷到湖里去，心想這回可能要‘交待’在這里了。30分鐘之后，風(fēng)雨過去，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?！敝鞆V偉回憶道，他并未受此影響，“從那以后，膽子反而更大了”。
　　還有一次，朱廣偉和同事從太湖蘇州段回來，GPS沒有電了，船長憑著經(jīng)驗(yàn)走，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)又沒有電了。幸虧一位隨行的學(xué)生，帶了一部備用手機(jī)，這才能呼叫到救援隊(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。
　　“我喜歡湖泊，最讓我開心的，莫過于看到湖庫變得更美、水資源變得更安全、生態(tài)系統(tǒng)變得更健康?！敝鞆V偉說。
　?。ㄔd于《科技日?qǐng)?bào)》 2019-12-02 05版）