潮音瀑

朱广伟

长三角重要的战略水源地千岛湖，最近有了自己的“体检系统”——“千岛湖水质水华预测预警系统”。该系统每隔4小时会采集一次水样并输出水质数据，它还能结合未来七天的天气预报，生成未来七天水质变化的预测预警报告。这也是国内首个深水湖泊水质水华预测预警平台。

中国科学院南京地理与湖泊研究所（以下简称南京地湖所）研究员朱广伟，是这套“体检系统”的研制者之一。自2001年与湖泊水环境治理结缘以来，朱广伟便开始围着湖泊水库中的蓝藻、淤泥、营养盐、水草转。

打造千岛湖“体检系统”

黝黑的皮肤、清瘦的面庞，常年在国内外湖泊取样、观测的朱广伟，被野外的雨雪风霜“雕刻”成了如今这副模样。

最近，他每隔几天就会打开“千岛湖水质水华预测预警系统”，察看监测数据能否正常上传。这套系统是他和同事7年心血的结晶。

2019年9月，千岛湖正式向杭州市供水。千岛湖是浙江省杭州市的重要水源，也是整个长三角地区重要的战略水源地。

但千岛湖的局部库湾也曾暴发蓝藻水华，对周围地区居民的饮水安全造成影响。

水华，是指由于湖库水体中氮、磷等营养物质含量过多，导致在适宜的水文、气象条件下，水中藻类疯长的一种生态现象，也是水体在富营养化过程中常出现的生态问题。

“千岛湖是深水湖泊，最深处可达100米。我们在千岛湖500多平方公里的湖面上，设置了11个浮标。其中的剖面标、水质探头每隔4小时下沉至水底40米处，分层检测水体叶绿素、溶解氧、水温、浊度等关键水质参数。系统可根据这些数据，预测出未来七天千岛湖水质水华的变化情况。”朱广伟说。

从2012年起，朱广伟开始牵头设计千岛湖水质水华的自动监测体系，这是“体检系统”的重要组成部分。

“人们一般只知道蓝藻疯长与水污染有关，但很少有人关注快速变化的水文、气象条件在蓝藻生长过程中所发挥的作用，特别是在水质较好的深水水库。”朱广伟说，他和同事根据监测数据，逐步摸索出水库中硅藻、蓝藻的生长规律。更重要的是，他们还分析出了短期水文、气象条件变化对水中藻类种群、生物量等的影响。

一场暴雨过后，水库入库河道部分的水体可能会变得十分浑浊。高浊度水团就像摊大饼一样，在水库中迅速扩散。其所到之处，与藻类生长有关的营养盐浓度、光温条件可能会骤变。

“利用‘体检系统的水动力生态模型，可以算出高浊度水团从进库到出库的时间，再综合水库当时的气象、水文等条件，就可预测出该水库水质和蓝藻的变化情况。这些信息可以为自来水厂等企业和相关部门及时采取应对措施提供帮助。”朱广伟说。

每年有大半时间漂在湖上

2001年，浙江大学环境工程专业博士毕业后，朱广伟来到心仪已久的南京地湖所工作。

“读博期间，我已经在做运河底泥污染及疏浚物处置的相关研究，觉得做水体研究很有意思。当时，我和同学常去湖泊取样，坐在船里、漂在水上的感觉，有点像旅游啊。”不苟言笑的朱广伟，一提到野外作业，状态立刻放松下来，仿佛心都要飞出去了。

“太湖特别大，但水很浅，最深的地方才3米。一场风雨袭来，湖水就全被搅动起来了。湖底淤泥会释放出磷，这给蓝藻提供了丰富的养料。”朱广伟一年中有大半时间漂在湖上。他辗转于太湖的几百根泥柱中，测量泥土的营养盐成分，了解底泥悬浮、沉降过程对水中磷浓度的影响。

在朱广伟看起來，常在“江湖”漂，说起来浪漫，却也险象环生。

2003年7月17日，是朱广伟铭记一生的日子。那天下午，他和同事刚刚结束在太湖梅梁湾为期一周的观测工作，在返航途中，大片黑云裹挟着暴雨向他们袭来，顿时狂风大作。浪头掀至1米多高，在船尾绑着的救生艇就像惊马一样跳来跳去。幸亏当时船上备了六个锚，他们顶风下锚，船上八名工作人员一起趴下，用身体压住采样设备和样品。

“那时，我感觉人就像树叶一样脆弱，随时可能被卷到湖里去。”朱广伟回忆道。30分钟之后，风雨过去，大家起身发现，船上的帆布篷已被狂风撕成碎条，船上到处是湖水。

还有一次，朱广伟和同事从太湖苏州段回来，GPS没有电了，船长凭着经验驾驶，结果到了晚上八九点，才发现方向错了，油也耗光了。漆黑的晚上，失去动力的船在大风下乱漂，船上工作人员的手机又没有电了。幸亏随行的学生带了备用手机，才呼叫到了救援队。

这些经历，让朱广伟变得愈加细心。每次去湖泊采样，导航仪、手机、发动机电瓶都要备双份，GPS要充满电，油料要备足。另外，他还会准备一根竹篙，以便在抛锚时自救。

另辟蹊径设计监测平台

2005年朱广伟任太湖湖泊生态系统研究站副站长后，承担起太湖逐月生态监测工作。他喜欢站在船头，观察湖水的变化，预判水体透明度、总氮、总磷、叶绿素等指标，并将它们记录在当天的调查日志中。

“对水体研究来说，现场直观的观测感受十分重要。如果实验室分析出的结果和预判相差太大，就需要认真剖析原因。做生态环境研究，不去做实地调查，就没有发言权。”朱广伟说。

“在制订太湖蓝藻水华控制方案时，许多人将重点放在底泥疏浚上，但其实太湖的底泥污染并没有大家想象得那么严重，大部分水域的底泥是不需要被挖走的。”在掌握了丰富的数据后，朱广伟提出，把恢复湖湾中的水草植物列为工作重点。“这样做，一来可以加固底泥，二来可以让水草与蓝藻竞争营养盐与光照，抑制蓝藻的生长。此外，水草多了，浮游动物和鱼类也就多了，湖体的营养盐自净能力也会得到加强。”

从2005年起，朱广伟开始设计太湖水质及蓝藻高频监测平台，监测数据自动上传入网的频次达10分钟/次。此前，湖泊水质监测基本靠人工取样分析，耗时长且无法监测到大型浅水湖泊蓝藻水华、营养盐浓度在气象因素影响下的快速变化情况。

2009年，基于高频监测系统的蓝藻水华预测预警模型被开发完成，成为国内首套湖泊蓝藻水华及湖泛监测预警系统。

从2009年到2016年，朱广伟和同事发布了380期《太湖蓝藻及湖泛监测预警半周报》，为国家和省市有关部门决策提供了重要依据，保障了太湖饮用水源地的生态安全。他们的工作获得国家水专项的项目支持，相关成果获得2018年度环境保护科学技术奖一等奖。

“我喜欢湖泊，最让我开心的，莫过于看到湖库变得更美、水资源变得更安全、生态系统变得更健康。”朱广伟说。

图片由本文作者提供  编辑 王冬艳 437408345@qq.com