让江河湖泊回归本色——记季振刚和他的环境管理系统

记者毛黎


图为环境管理系统显示的湖底切变应力图。毛黎摄

　　美国佛罗里达州的欧湖是一大型浅水湖，与中国的太湖和巢湖在许多方面类似。该湖原本水清宜人，是人们休闲娱乐的好去处。然而，自上世纪50年代开始，随着湖泊周围农田大量使用的化肥和农药的残留物流入湖泊，湖中的水生植物大批死亡，湖水环境每况愈下。针对湖水污染的状况，欧湖管理人员向专家发出了求救信号，并从上世纪90年代开始与前来的专家组共同分析湖泊环境并提出和实施治理方案。斗转星移，10多年后，该湖的环境不仅得到了有效控制，而且逐渐向好的方向发展。

　　湖泊环境治理专家组由多学科的人员组成，美籍华裔科学家季振刚博士是这支队伍的领军人物，工作中借助的重要工具则是他经过多年辛勤努力开发出来的数值模型及其相应的环境管理系统。季振刚上世纪60年代出生于中国桂林，1987年获得中国科学院理学博士，1993年获美国哥伦比亚大学工学博士。现就职于美国内务部和美国应用环境工程公司。

　　季振刚介绍说，水环境是自己过去20多年里学习和研究的主要领域。开始时研究的对象是大区域如太平洋，现在的对象则细化到为江河湖泊，甚至面积仅为数百平方米的小池塘，直接解决实际的环境污染问题。然而，无论是大区域还是小环境，在计算机中建立的数值模型则是化解难题的“金钥匙”。

　　对于自己开发的模型，季振刚表示，简单讲就是基于物理、化学和生物学的基本原理和公式建立的计算机软件包，人们在将有关的参数输入后，便能了解湖泊、河流和河口水环境遭受污染的情况，并提出具有针对性的污染控制和治理方案。数值模型及其相应的环境管理系统除能分析区域性水污染和提供污染治理方案外，还具有预警功能，如河流上游某处出现污染物后，利用模型人们便能知道随着时间推移，河流下游可能被污染的地方和污染程度，让人们提前做好准备。虽然现在的数值模型软件在个人计算机上能运行，但是季振刚强调，要利用它有效地解决具体的环境污染问题，还需使用者具备多方面的知识和丰富的经验，只有这样才能真正做到得心应手。他将自己的模型软件形象地比喻为一个篮球，并说人人都可以打篮球，不过要成为美国职业篮球协会（NBA）赛事中的球员或超级球星，你则必须拥有良好的身体素质、扎扎实实的功底和丰富的比赛经验。

　　最近，美国约翰威立公司在公司成立200周年之际，特别推出了季振刚的英文专著《水动力学和水质：河流、湖泊和河口的数值模拟》。为了这本长达700页的专著，季振刚花费了自己过去8年的大部分业余时间，倾注大量的心血。在书中，季振刚系统地阐述了水模拟系统的原理、基本物理过程、数学描述和工程应用。主要内容包括河流、湖泊、河口和近海的水动力学、沉淀物、毒素及其输运过程，水质及其富营养化过程等。

　　在美国，季振刚始终关注着中国的发展。他对中国取得的经济成果感到欢欣和鼓舞，同时也积极为国内水污染的治理献计献策和帮助相关机构培养人才。他表示，自己的专著出版后，下步的打算是和同事与朋友共同参与中国水污染的治理和水环境的管理。初步的设想是将中国巢湖的环境治理作为示范点和突破口，然后，在中国其它地方推广。

　　为治理巢湖，季振刚和同事们决定在2009年1月在美国举行由中国和美国专家共同参加的研讨会，主要内容是中国专家介绍巢湖的“病情”，以及两国专家依照“病情”进行诊断，同时拿出治病方案。他表示，有信心利用自己的经验和模型完成好在巢湖的示范工程。不过，他同时也深知治理工程实施所面临的困难。首先，为让模型能准确地模拟巢湖的真实情况，必须实地采集巢湖以及进出巢湖水系的各种数据，如水流量、流速；污染源、污染物，以及气象参数等，这需要耗费许多的人力和物力。然而，他强调只有建立起准确的模型和环境管理系统，才能了解湖泊污染的现状和未来走势，并制订具有针对性的改良方案。其次，在治理方案提出后，实施湖水治理和管理牵涉到周围工农业生产的取舍问题，这关系到当地经济的发展和民众的生计。如何平衡环境的治保和经济的发展无疑是件十分困难的事情，它需要包括政府官员、工农业代表和专家在内的各界人士的共同努力。如果没有有效的治理方案的实施，巢湖水环境的治理和改善将是无法实现的空想。

　　我国不少地区水污染已严重影响到了人们的日常生活，成为急需应对的问题。现在，众多的环保机构和专家正在努力营造中国可持续性发展的环境，相信季振刚和他的环境管理系统的加入，将为中国水环境治理和管理带来更多的精彩。（本报华盛顿11月15日电）

来源:科技日报