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楔子

    大理洱海監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“洱海系統(tǒng)”）的建設(shè)發(fā)軔于2017年，經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)三年多的持續(xù)努力，到2020年基本完成了底層核心模型體系及預(yù)警模塊的構(gòu)建和初步完善，并從2020年下半年開始向智慧洱海系統(tǒng)演化，正式進(jìn)入決策支撐板塊構(gòu)建和洱海保護(hù)治理實(shí)際決策支撐應(yīng)用的新階段。

到目前為止，洱海系統(tǒng)已經(jīng)為洱海流域保護(hù)治理進(jìn)行了大量的決策支撐工作，并逐步成為洱海多領(lǐng)域研究成果的融合平臺(tái)和洱海治理決策支撐的智能中樞。近兩年來，洱海系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)產(chǎn)生了廣泛的影響，大量來自全國(guó)各地的專家、學(xué)者和流域管理人員都到大理實(shí)地考察和參觀過這個(gè)系統(tǒng)。英特-智水團(tuán)隊(duì)作為洱海系統(tǒng)核心模型體系的構(gòu)建者，經(jīng)常會(huì)收到來自全國(guó)很多單位同行們的問題，大家都熱切地希望我們分享一些在構(gòu)造洱海模型體系和進(jìn)行核心決策支撐服務(wù)過程中的經(jīng)驗(yàn)和感悟，以期在未來國(guó)內(nèi)其他流域的保護(hù)中，幫助大家沿著一條被證明是正確有效的道路前進(jìn)。

    為此，最近鄒老師安排英特-智水的同學(xué)們把我們?cè)诙ＤＰ腕w系研發(fā)、構(gòu)建和應(yīng)用過程中的經(jīng)歷經(jīng)驗(yàn)寫成一個(gè)一個(gè)的小故事進(jìn)行系列分享，希望為中國(guó)流域治理走上智能流域管理的道路貢獻(xiàn)我們的一點(diǎn)綿薄之力。洱海系統(tǒng)實(shí)際上是“智能流域管理”理論和技術(shù)體系的首次落地應(yīng)用，是一個(gè)世界先進(jìn)的流域管理理念的實(shí)體化。就如任何一個(gè)新生事物的誕生和成長(zhǎng)過程一樣，洱海系統(tǒng)的構(gòu)建和應(yīng)用過程也是充滿了大量艱苦卓絕和痛苦的探索，但同時(shí)，在這痛苦的探索中我們也一次又一次享受到柳暗花明時(shí)的狂喜，感受到一次又一次聽到當(dāng)?shù)氐念I(lǐng)導(dǎo)和專家說“ “時(shí)的滿足感。因此，我們的分享，將不只是單純地對(duì)一些技術(shù)內(nèi)容的枯燥的描述，而是在分享技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，也分享我們這一路行來所經(jīng)歷的痛苦和快樂。

這是一次關(guān)于在智能流域管理之路上旅行的敘述，我們就姑且把這個(gè)系列的分享稱之為洱海行罷，英特-智水之洱海行。

    在開始之前，我們要對(duì)所有在洱海系統(tǒng)構(gòu)建過程中向我們提供過無私幫助的眾多單位表示感謝：大理州洱海管理局（原大理州洱海流域保護(hù)局），感謝你們?cè)陧?xiàng)目執(zhí)行過程中所給予的全方位支持，無論是在數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)、需求分析、提供研究資源和精神鼓勵(lì)方面，你們都給予了巨大的幫助；云南省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院，感謝你們?cè)诙Ａ饔蚧A(chǔ)調(diào)研和數(shù)據(jù)收集方面提供的幫助和你們長(zhǎng)期的友誼；四創(chuàng)科技，感謝你們?cè)诙Ｏ到y(tǒng)建設(shè)過程中與我們的攜手同行；大理州氣象局、大理州水文局、大理州生態(tài)環(huán)境局、大理市洱海管理局、上海交通大學(xué)云南（大理）研究院、大理州洱海湖泊研究院、中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院、大理州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站、大理海東開發(fā)管理委員會(huì)、大理市住建局等，感謝你們提供的大量水文、氣象、水質(zhì)水生態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為洱海模型體系的構(gòu)建提供了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；我們還要感謝這幾年在大理幫助和陪伴過我們的所有的人，無論是知名還是不知名的朋友們，是你們的熱情讓我們心里感到無比溫暖，是你們對(duì)洱海的熱愛讓我們覺得所有的辛苦都更加值得，是你們的支持，讓我們能夠更順利地推進(jìn)我們對(duì)洱海的研究；最后，我們也感謝那下關(guān)的風(fēng)，上關(guān)的花，蒼山的雪，還有洱海的月，是你們的存在，讓我們的洱海之行充滿美的色彩！

第一集白云出岫

         文靜篇

    大家好，我是英特-智水2015級(jí)的一員，姓馬名文靜。其實(shí)在很多人眼里我一點(diǎn)都不文靜，因?yàn)槲姨貏e愛笑，而且笑聲有點(diǎn)兒擾民哈哈。我大笑的豪爽度在團(tuán)隊(duì)里面僅次于我們的陳星博士，而和曉玲博士不相上下，這讓我有點(diǎn)兒小驕傲。

    鄒老師說，創(chuàng)立團(tuán)隊(duì)時(shí)，心里想的原是雅典學(xué)園這樣的存在。他希望英特-智水是這樣的地方，可以讓一群熱愛學(xué)問的人在一起，像那些古代的先哲們一樣，快樂地進(jìn)行持續(xù)一生的學(xué)習(xí)和研究。所以，團(tuán)隊(duì)里面的人都以同學(xué)而不是同事相稱，而我們大家也都根據(jù)入門先后自然而然地成為了“師兄”、“師弟”、“師姐”和“師妹”。2015級(jí)，其實(shí)到現(xiàn)在也只不過是六年級(jí)，只因?yàn)楹竺孢€有大批“低年級(jí)”的同學(xué)，所以我就順理成章成了同學(xué)們口中的”馬師姐”，有時(shí)就連鄒老師也玩笑般地這么叫我。

    2015年研究生畢業(yè)后，我加入英特-智水團(tuán)隊(duì)，然后在鄒老師的指導(dǎo)下進(jìn)行了江西八里湖、江蘇吳淞江、安徽太平湖等相關(guān)的幾個(gè)流域模型的研究。其實(shí)研究生期間我是摸索過幾年流域模型的，碩士論文就是以HSPF模型為題。不過在跟著鄒老師開始學(xué)習(xí)模型后，我卻覺得自己以前就像沒有學(xué)過模型一般，一切仿佛回到了起點(diǎn)。所以在英特-智水進(jìn)行的那幾個(gè)流域模型的學(xué)習(xí)和探索，讓我感覺到自己便如經(jīng)過了易筋洗髓，慢慢開始對(duì)模型有了比較深的體會(huì)。

    人若沉浸在一種狂熱的學(xué)習(xí)狀態(tài)中，時(shí)間過得尤其的快。一轉(zhuǎn)眼就是2017年夏天，鄒老師因?yàn)槎Ｏ到y(tǒng)的事情正式回國(guó)了。他后來給我們分享過他在回國(guó)的飛機(jī)上做的一首詩“萬里浮云歸國(guó)門，心憂萬頃困濁渾。愿有才力解江海，敢將翰墨寫昆侖?！彼f這個(gè)萬頃，直接意思是洱海，深一層的涵義則是我們中國(guó)的江河湖海。不過，一切美好的道路，都需要一個(gè)開始，我們就從洱海開始，把我們的智能流域管理之路從藍(lán)圖變成真正的存在吧。就這樣，我們一群同學(xué)跟著鄒老師，帶著希望和理想來到了洱海，開始了這一次綿延至今的洱海之行。

    洱海，是大理的母親湖，也是中國(guó)的西南明珠，歷來就以清波如鏡、鐘靈毓秀而全國(guó)聞名。但是近20多年來，隨著流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的影響，這顆明珠的光彩開始出現(xiàn)了黯淡之色。保護(hù)洱海，已是刻不容緩。在大理，無論走到哪里，都能夠看到“洱海清，大理興”的標(biāo)語。記得鄒老師有次提到這個(gè)“大理興，洱海清”，恰似兩個(gè)相輔相成的視角。不能脫離環(huán)境談發(fā)展，也不能脫離發(fā)展談環(huán)境，二者就仿佛道的陰陽。

    我們?cè)诙ＫM(jìn)行的工作名叫大理洱海監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)項(xiàng)目，我們負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的核心模型體系和預(yù)警引擎的建設(shè)，包括洱海流域水文與污染負(fù)荷模型、洱海湖體三維水動(dòng)力水質(zhì)模型、洱海湖體三維水生態(tài)模型和洱海三維數(shù)值源解析模型等。洱海流域極其復(fù)雜，流域內(nèi)的水系之間的各種截流分水縱橫交錯(cuò)，為了能夠有效地支持洱海保護(hù)決策，對(duì)模型的可靠性的要求就特別高。從2017年開始，一直到現(xiàn)在，在鄒老師的指導(dǎo)和直接參與下，我們從資料收集到數(shù)據(jù)分析，從模型的搭建到調(diào)試校準(zhǔn)，從機(jī)理分析到新模塊研發(fā)，每一個(gè)步驟，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，都有過太多難忘的經(jīng)歷和奮斗時(shí)刻。 不過這些都不是我今天要和大家分享的內(nèi)容，或許以后有機(jī)會(huì)，我和其他小伙伴會(huì)把其中的一些經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)分享出來。今天我要講的，是2019年年底和鄒老師去洱海流域保護(hù)指揮部的一次經(jīng)歷。

    洱海項(xiàng)目自2017年做到2019年年底，已經(jīng)過去兩年多了。在這段時(shí)間里，鄒老師一直是親自在第一線做洱海湖體的水質(zhì)水生態(tài)模型，從未間斷。直到如今，洱海系統(tǒng)已經(jīng)從監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)演化到了智慧洱海系統(tǒng)，里面內(nèi)核的底層水質(zhì)模型還是鄒老師在親自負(fù)責(zé)開發(fā)完善。但是，有一件事是我們一直不是特別明白的，就是那兩年鄒老師除了應(yīng)邀在大理做過兩次講座，以及去各種現(xiàn)場(chǎng)考察和進(jìn)行需求調(diào)研之外，一直沒有和洱海管理部門的領(lǐng)導(dǎo)們進(jìn)行正式的“官方”接觸。以至于有一次洱海管理局的領(lǐng)導(dǎo)問我們，說他們總是在不同場(chǎng)合聽到鄒老師的大名，也知道鄒老師在帶領(lǐng)我們進(jìn)行洱海模型體系的研究，但是卻從來沒有見過他，還問什么時(shí)候希望見面探討洱海保護(hù)問題。

    其實(shí)，我們也曾有同樣的疑問。要知道一開始我們幾個(gè)在洱海前線，壓力是非常大的。這種壓力不只是來源于模型復(fù)雜性和其他工作自身的壓力，更來源于我們?cè)诓煌瑘?chǎng)合遇到的各種對(duì)模型的質(zhì)疑。所以很多時(shí)候，我們都特別希望鄒老師能夠親自出馬，給我們“撐腰”。但當(dāng)我們把遇到質(zhì)疑的事情向鄒老師匯報(bào)后，他卻說受到質(zhì)疑是正常的，沒有質(zhì)疑反而是不正常的。我們回應(yīng)質(zhì)疑最好的方式，不是用身份、名氣甚至學(xué)識(shí)去壓服別人，而是要靠我們一點(diǎn)一滴積累起來的真實(shí)的成果。要知道，人，要么只相信他原來相信的，要么只相信他愿意相信的，要么就相信他所看到的。這是人性，無可厚非。而我們要做的，就是踏踏實(shí)實(shí)地工作，把模型做好，真心實(shí)意地為洱海保護(hù)盡一份心力，一步一個(gè)腳印，天長(zhǎng)日久，人們就會(huì)看到科學(xué)的力量，模型的力量，看到洱海保護(hù)需要智能化模型體系的支撐。只有到了那個(gè)時(shí)候，人們才會(huì)真的相信。因?yàn)榭吹?，所以相信；因?yàn)榭吹?，才?huì)相信。鄒老師說的道理，看上去是非常簡(jiǎn)單。有時(shí)候我想，也許就是因?yàn)檫@些道理太簡(jiǎn)單太真實(shí)，反而我們常常不明白。

    時(shí)間就這樣來到2019年11月，鄒老師到大理參加智慧湖泊治理方面的研討會(huì)，做了關(guān)于洱海模型和決策支持方面的報(bào)告。而后有一天，鄒老師說，小馬，今天下午我們一起去洱海指揮中心吧。那幾天剛好其他幾個(gè)同學(xué)回了南京和昆明，張博士也回了美國(guó)，所以就只有我跟著鄒老師去了。

會(huì)面的場(chǎng)所還是平常我們經(jīng)常去的指揮中心會(huì)議室，不一樣的只是那天我的心情很放松，有一種大樹下面好乘涼的感覺哈哈。在鄒老師和我的對(duì)面，坐著大理州政府的周副秘書長(zhǎng)、洱管局的李副局長(zhǎng)以及另外幾位領(lǐng)導(dǎo)和專家。

    一開始幾位領(lǐng)導(dǎo)都半認(rèn)真半玩笑地說，鄒老師終于來和我們見面了，然后鄒老師說，很抱歉一直沒有來，不是因?yàn)槲也辉敢鈦砗痛蠹視?huì)面，而是因?yàn)闆]有到該會(huì)面的時(shí)候。我們做事不是單純以項(xiàng)目為目的，我們來做的嚴(yán)格意義上不是一個(gè)項(xiàng)目，而是要來研究整個(gè)洱海，研究洱海流域，以便我們能夠真正地為洱海保護(hù)出一份力。所以我不想太早來，給大家不切實(shí)際的希望。過去的兩年多我們一直全力以赴地開發(fā)和完善洱海模型體系，但是模型的成長(zhǎng)需要時(shí)間。如果在模型不足以回答問題的時(shí)候貿(mào)然地用模型來分析問題，那么就失去了科學(xué)決策支撐的意義。而如果不依靠模型來回答問題，那我對(duì)洱海的分析也未必比前人強(qiáng)勝多少。然后鄒老師接著說，現(xiàn)在我來了，是因?yàn)槲覀兊哪Ｐ鸵呀?jīng)開始有了回答一些具體決策問題的能力。洱海流域太復(fù)雜，洱海湖體太復(fù)雜，不存在一勞永逸的措施，也不存在包打天下的方案。所以，當(dāng)我們的模型有一定基礎(chǔ)后，我們就要一個(gè)一個(gè)問題地來研究，一個(gè)問題一個(gè)問題地來回答。今天我就是希望和大家溝通，了解有沒有迫切需要科技支撐的決策需求。有些需求，或許我們現(xiàn)在還是無法回答，那么我們就繼續(xù)針對(duì)性地研究。但是有些需求，我們可能現(xiàn)在就可以開始提供幫助了。

    聽了鄒老師的講述，周副秘書長(zhǎng)非常感興趣，他說, 我對(duì)于鄒老師您這種做事理念和做事方式非常認(rèn)同，聽了鄒老師的講述，對(duì)于洱海的治理，我有了更加堅(jiān)定的信心，鄒老師這次來的正是時(shí)候，最近州政府希望通過局部補(bǔ)水工程來改善洱海局部可能出現(xiàn)較高葉綠素a濃度的情況，減小藻類聚集的風(fēng)險(xiǎn)，但是不知道這樣的方式是否能夠產(chǎn)生預(yù)期效益，這是我們最困惑的一個(gè)事情，不知道你們能否幫助研究一下這個(gè)問題？鄒老師笑道，這正好就是模型的價(jià)值所在，我們的模型也正好有把握回答這個(gè)問題，不過時(shí)間上要在數(shù)據(jù)齊全后最少兩到三周的時(shí)間，希望能夠盡早提供分析所需要的數(shù)據(jù)和工程資料。會(huì)談后來又持續(xù)了很久，氣氛一直都很熱烈。那天的會(huì)上，我只覺得心頭舒暢，真的有想要開心地笑出來的感覺。我能夠清晰地感受到，在會(huì)議室里面，有一種叫做激情和希望的東西在彌漫，久久不散。

 國(guó)順篇

    我叫張國(guó)順，也就是前面我們那位并不文靜的文靜同學(xué)口中的張博士。自2017年洱海監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)項(xiàng)目開始，我就開始了在大理的“度假”生活。我的主要責(zé)任是前端對(duì)接和溝通，算是項(xiàng)目的老人了，在大理也交到了不少朋友。在常駐大理的這段時(shí)間，每天都為大家自發(fā)保護(hù)洱海的責(zé)任感和使命感所感染，我也越來越體會(huì)到了我們肩頭上的擔(dān)子有多重。

    過去這幾年，一路走來，我親眼見證了洱海模型如何從大家口中一個(gè)陌生的詞語逐漸成長(zhǎng)為現(xiàn)在流域日常決策分析的重要工具。如同羅馬，模型也不是一天就建成的。或許未來有一天，大家會(huì)驚嘆于洱海模型之美，依賴于洱海模型之力，但是只有我們這些從一開始就來進(jìn)行洱海模型體系研究開發(fā)的同學(xué)，也許才能真切地知道這模型成長(zhǎng)過程中曾經(jīng)有過多少酸甜苦辣。

    最初接到雙廊補(bǔ)水分析任務(wù)，是2020年3月初的一個(gè)中午。大理的初春，陽光燦爛，我和其他單位幾位同事正要去看洱海監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)風(fēng)向風(fēng)速站的現(xiàn)場(chǎng)，電話鈴?fù)蝗豁懥似饋?。電話是云南省水堪院一位同事打來的，大意是需要?duì)雙廊補(bǔ)水不同方案的葉綠素改善效果進(jìn)行評(píng)估，而且電話里對(duì)方說這個(gè)事情很著急，第二天就要開會(huì)討論，所以希望我們當(dāng)天晚上就能有一個(gè)初步的分析結(jié)果。接了電話之后，我的心情還是比較復(fù)雜的，因?yàn)檫@是洱海流域內(nèi)除了云南省環(huán)科院和中國(guó)環(huán)科院之外，第一次有其他團(tuán)隊(duì)主動(dòng)請(qǐng)我們用模型來支撐他們的工作，說明已經(jīng)有更多人開始對(duì)模型有了了解和信心。聯(lián)想起以前在一些會(huì)上被質(zhì)疑的委屈，心里還是有些遇到知音的興奮感；但同時(shí)因?yàn)闀r(shí)間上要求很急，在心里也產(chǎn)生了很大的壓力。

    和對(duì)方電話之后，我馬上就把這個(gè)需求向鄒老師匯報(bào)了，他聽完匯報(bào)后說這應(yīng)該就是上次周副秘書長(zhǎng)說的那個(gè)事情了，當(dāng)時(shí)就請(qǐng)他們準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，估計(jì)現(xiàn)在是數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好了吧。 這個(gè)分析非常復(fù)雜，不單是模型本身很復(fù)雜，更復(fù)雜的是如何針對(duì)需要回答的問題進(jìn)行合理的科學(xué)假設(shè)和情景設(shè)置，這都需要大量的工作。當(dāng)時(shí)和管理部門會(huì)面時(shí)就已經(jīng)告訴過他們，這個(gè)分析最少需要兩到三周的時(shí)間, 要想明天就拿到結(jié)果是絕對(duì)不可能的。當(dāng)時(shí)我也問鄒老師有沒有可能更快，他說這個(gè)兩到三周已經(jīng)是極限了，不可能更短。我聽說后趕緊把消息反饋給了水堪院的同事，他們一聽就有些焦急了，因?yàn)槭孪葲]有想到需要這么長(zhǎng)時(shí)間才能完成這個(gè)分析。后來他們就提出來說能不能做一個(gè)簡(jiǎn)化的分析，先能有個(gè)初步的數(shù)字用于討論就可以了，不要求那么科學(xué)和精細(xì)，然后請(qǐng)我再去問鄒老師。

    我把他們這個(gè)提議轉(zhuǎn)達(dá)給鄒老師，也跟他說水堪院的同事們的確太著急了，問有沒有可能做個(gè)簡(jiǎn)化的分析先應(yīng)個(gè)急？記得鄒老師當(dāng)時(shí)說，這個(gè)沒法簡(jiǎn)化，如果沒有足夠的科學(xué)性和精細(xì)度，那么這些分析就失去了意義。局部補(bǔ)水的分析本身就屬于小尺度高復(fù)雜度的問題，尤其關(guān)注對(duì)象是藻類，這中間存在極其復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)過程和時(shí)空分異性，如果只做概化的分析，那就可能得出誤導(dǎo)性的結(jié)論。這個(gè)研究關(guān)系到的決策，會(huì)涉及到實(shí)實(shí)在在的工程建設(shè)投入，國(guó)家的投入動(dòng)輒千萬甚至上億元，所以下相關(guān)結(jié)論更得萬分謹(jǐn)慎，寧可多花一些時(shí)間，把這個(gè)分析清楚，遠(yuǎn)遠(yuǎn)好過倉促拿出來一個(gè)可能是錯(cuò)誤的成果，這樣才是負(fù)責(zé)任的態(tài)度。如果這么著急要結(jié)果，那我們只好袖手了，不是我們不愿意幫忙，而是實(shí)在無法滿足這個(gè)時(shí)間要求。

    我把鄒老師的意見轉(zhuǎn)達(dá)了對(duì)方，他們又進(jìn)一步轉(zhuǎn)達(dá)給了州里面有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，然后告訴我說，領(lǐng)導(dǎo)聽了他們轉(zhuǎn)達(dá)的意見后說還是要尊重科學(xué)規(guī)律，就按照我們說的辦，給足夠的時(shí)間去好好研究。我把這個(gè)反饋轉(zhuǎn)達(dá)給鄒老師時(shí)，鄒老師說，國(guó)順，這件事情值得你好好體會(huì)。我們做事情有我們的原則，那就是真誠(chéng)地對(duì)待我們的模型，真誠(chéng)地秉承科學(xué)的原則，不要被外部的各種意見左右。對(duì)于一個(gè)具體的問題，領(lǐng)導(dǎo)或者業(yè)主肯定是希望我們能夠盡快地把結(jié)果給他們，最好是立等可取，這是人之常情。但是他們可能不了解具體分析的復(fù)雜性和工作量，而我們是專業(yè)人員，我們知道要得到一個(gè)可靠的決策分析結(jié)果，需要多少工作量，需要多少時(shí)間。所以我們的責(zé)任是把我們的專業(yè)判斷誠(chéng)實(shí)地告訴領(lǐng)導(dǎo)或業(yè)主，而不是對(duì)他們的要求盲目去迎合。外面的確有人以為只要是領(lǐng)導(dǎo)要求的，就必須去做，而不顧科學(xué)規(guī)律，這已經(jīng)給國(guó)家造成了很多不必要的損失，所以我們可千萬不能像這樣啊。聽了他的話，我心里其實(shí)還是很慚愧的，因?yàn)殡m然在團(tuán)隊(duì)里面這么些年，聽鄒老師和大家講這些理念也有好多次了，但是每次真的遇到事情的時(shí)候，有時(shí)還是不免就有些立足不穩(wěn)，容易受到外部壓力的影響。譬如這次，當(dāng)知道水堪院的同事那么焦急，第二天就需要模型結(jié)果上會(huì)討論時(shí)，我就有了那么一刻的動(dòng)搖。學(xué)習(xí)，真的是一生的事情啊。

    在確定進(jìn)行雙廊補(bǔ)水分析的事情之后，我們?cè)趫F(tuán)隊(duì)里面進(jìn)行了一次討論，最后決定由鄒老師指導(dǎo)以小樊為主的幾位同學(xué)來進(jìn)行這個(gè)研究。欲知具體的分析過程和研究結(jié)果，就請(qǐng)我們的小樊同學(xué)慢慢道來。

小樊篇

    大家好，我是小樊，研究生畢業(yè)后，轉(zhuǎn)眼間在英特-智水快有5年了，但是在模型路上仍然是小學(xué)生。按理說從研究生算起，接觸了6年多的模型了，按理怎么也應(yīng)該算是模型高手了吧，但是在模型這條路上越走，就會(huì)發(fā)現(xiàn)自己要學(xué)的東西越多，慢慢的就理解了像鄒老師說的，自己要成為一個(gè)終身學(xué)習(xí)者，按照這個(gè)時(shí)間尺度來說，我說自己還是個(gè)小學(xué)生就不奇怪了。很多時(shí)候我們以為自己是個(gè)高手，是個(gè)專家了，很可能只不過是因?yàn)槲覀兊臒o知造成的錯(cuò)覺。

    說起洱海，不得不提起自己剛?cè)ゴ罄頃r(shí)的見聞，就是大街小巷的到處都是洱海保護(hù)宣傳標(biāo)語。剛?cè)サ臅r(shí)候沒有在意，只是看到馬路邊有一些宣傳，但是后來就發(fā)現(xiàn)小區(qū)里的告示板上，還有墻上都有宣傳要好好保護(hù)洱海的語句，最后發(fā)現(xiàn)商家的跑馬燈都是前面一句是宣傳保護(hù)洱海的，后面一句才是自己的廣告，當(dāng)時(shí)就覺得大理這里保護(hù)洱海的意識(shí)的確是非常高。

2020年3月初的時(shí)候，我當(dāng)時(shí)正在從老家回南京的路上，接到了張總的電話，說我們要做一個(gè)洱海補(bǔ)水方案的評(píng)估，鄒老師安排由我來負(fù)責(zé)主要的情景模擬，其他同學(xué)配合進(jìn)行分析，遇到技術(shù)問題就請(qǐng)鄒老師指導(dǎo)，然后就跟我大概描述了任務(wù)的基本背景，先給我了一些資料，讓我進(jìn)行準(zhǔn)備。

    我聽后，既興奮又緊張，興奮是因?yàn)槲覀兊哪Ｐ鸵_始直接支撐洱海的日常管理工作了，前面也說過，過去幾年我們一直在打造洱海模型體系這把利劍，現(xiàn)在終于要出鞘了。緊張是因?yàn)檫@個(gè)分析直接關(guān)系到政府的工程投資決策，而要做的分析又非常復(fù)雜，難度很高，一點(diǎn)都不可以掉以輕心。所以拿到資料之后，我立馬就開始著手進(jìn)行準(zhǔn)備工作，隨即鄒老師就和我們開了一個(gè)會(huì)，對(duì)技術(shù)思路和團(tuán)隊(duì)協(xié)作模式進(jìn)行了安排，并讓我們?cè)谟龅饺魏我呻y時(shí)就去找他。然后，戰(zhàn)斗就正式打響了。

    在繼續(xù)我的講述之前，先介紹下這次任務(wù)的基本情況。近年來洱海水質(zhì)整體有所改善，但是局部湖灣，如雙廊湖灣片區(qū)還是存在一定的葉綠素a濃度局部升高的風(fēng)險(xiǎn)，管理部門為了防患于未然，就考慮建設(shè)三庫連通工程的雙廊支管，旨在通過應(yīng)急補(bǔ)水增強(qiáng)雙廊湖灣片區(qū)的水動(dòng)力條件，減少葉綠素a出現(xiàn)高濃度的風(fēng)險(xiǎn)。

    雙廊補(bǔ)水方案的擬建管線補(bǔ)水口布置如下圖所示，共設(shè)6個(gè)分水口，管道設(shè)計(jì)流量為1m3/s。在上述管道的設(shè)計(jì)下，擬計(jì)劃的補(bǔ)水策略如下表所示，共12種補(bǔ)水策略，分為1個(gè)口門、2個(gè)口門、3個(gè)口門同時(shí)補(bǔ)水的組合，那么這些不同補(bǔ)水策略，總的補(bǔ)水量是相同的，為了讓這些水發(fā)揮最大的效益，最好的策略是什么？這些補(bǔ)水是否能夠有效降低葉綠素a局部升高的風(fēng)險(xiǎn)？

雙廊段補(bǔ)水口布置圖

雙廊補(bǔ)水管線供水組合方案

    這個(gè)問題屬于水環(huán)境模型的一類典型應(yīng)用場(chǎng)景，即對(duì)工程效果進(jìn)行定量評(píng)估，從表面上看思路也比較明確，即基于校準(zhǔn)好的模型，對(duì)工程及設(shè)計(jì)方案進(jìn)行概化、抽象、數(shù)字化表達(dá)和模擬計(jì)算，然后對(duì)模型模擬的結(jié)果進(jìn)行分析即可。

    然而，真的就這么單純地按照慣常的套路來進(jìn)行分析就可以嗎？答案是否定的。運(yùn)用模型解決問題時(shí)，最難的就是如何用模型合理表達(dá)客觀現(xiàn)實(shí)。一方面模型是現(xiàn)實(shí)物理世界的概化，不可能完全事無巨細(xì)的刻畫客觀現(xiàn)實(shí)，只能適當(dāng)簡(jiǎn)化和抽象地表達(dá)；然而過于簡(jiǎn)化和抽象則會(huì)導(dǎo)致模型失真，結(jié)果不可靠，難以支撐決策實(shí)踐。要平衡兩者是非常困難的，而這也恰恰是模型藝術(shù)性的精髓所在。

    因此，在真正開始之前，首先必須理解所要分析的問題的本質(zhì)。所謂本質(zhì)，就是和表象相對(duì)的概念。很多表面上聽來是同樣的問題，其本質(zhì)卻很可能是大相徑庭。例如，在我剛聽到張總說要做補(bǔ)水方案分析的時(shí)候，我以為的是我們團(tuán)隊(duì)以前做過的滇池牛欄江補(bǔ)水、程海金沙江補(bǔ)水或者星云湖大龍?zhí)堆a(bǔ)水類型的模擬分析，但是等我們和鄒老師開會(huì)討論后，才理解了這個(gè)雙廊補(bǔ)水其實(shí)并不是真正意義上的補(bǔ)水，而是一種局部葉綠素削峰類型的工程。不同本質(zhì)的工程，即使它們名字聽起來很相似甚至一樣，但是其目標(biāo)函數(shù)卻可能是大不一樣的，相應(yīng)的分析方法也就會(huì)有所不同。因此，如果不清晰地理解問題的本質(zhì)，而是照搬從文獻(xiàn)和教科書里面學(xué)來的套路，就會(huì)在技術(shù)路線、情景設(shè)計(jì)和結(jié)果分析等方面陷入盲目性，導(dǎo)致模型結(jié)果毫無意義甚至誤導(dǎo)決策者，這樣不但無法實(shí)現(xiàn)決策支撐的目標(biāo)，而且還可能有副作用。

    對(duì)于雙廊補(bǔ)水問題，當(dāng)我們理解了這個(gè)問題的本質(zhì)后，就可以基于不同的評(píng)估深度提出不同的數(shù)據(jù)需求。對(duì)同一個(gè)問題，我們可以在不同深度上來分析和回答。越深度的分析，能夠?yàn)闆Q策提供越精細(xì)和可靠的技術(shù)支撐，同時(shí)也需要更多的數(shù)據(jù)、更高的機(jī)理復(fù)雜度和更大的工作量，因此，我們需要根據(jù)可行的時(shí)間和數(shù)據(jù)條件，確定合適的深度。然而，并不是一切深度都可能是合理的。鄒老師告訴我們，應(yīng)用模型進(jìn)行決策支持分析時(shí)，對(duì)于深度有一個(gè)底線，如果模型或數(shù)據(jù)無法滿足這個(gè)底線，那么整個(gè)分析就會(huì)失去意義。這就是為什么當(dāng)我們合作單位提出請(qǐng)我們用一天時(shí)間做一個(gè)簡(jiǎn)化的分析，不要求那么高科學(xué)性和準(zhǔn)確性時(shí)，鄒老師會(huì)反對(duì)這樣做的原因。對(duì)于沒有意義的分析，也就沒有進(jìn)行這種分析的意義。

    關(guān)于模型的“底線問題“，鄒老師給我們舉過一些例子來講解，在此我和大家分享其中的一個(gè)。譬如，如果決策者想要知道的是，局部補(bǔ)水能在多大程度上減少葉綠素峰值或總體葉綠素濃度。那么，要回答這樣的決策問題，對(duì)應(yīng)的模型底線就是我們必須有一個(gè)校準(zhǔn)好的具備模擬特定水體三維水動(dòng)力、水質(zhì)、藻類和營(yíng)養(yǎng)鹽交互作用動(dòng)力學(xué)、藻類和光照條件交互作用動(dòng)力學(xué)等能力的模型。雖然按照有些文獻(xiàn)和報(bào)告，在評(píng)估補(bǔ)水效益的時(shí)候，往往是用換水周期變短或者水齡變短或者流場(chǎng)變化等來說明補(bǔ)水效益，但這其實(shí)是不夠科學(xué)的，除非補(bǔ)水的目標(biāo)就只是將換水周期變短，而不是要改善水質(zhì)。這種單純依靠水動(dòng)力模擬來評(píng)估水質(zhì)效益的方法，就屬于達(dá)不到底線的情形。如果用這種方法來分析補(bǔ)水對(duì)葉綠素影響這個(gè)問題，其結(jié)果就毫無意義，因?yàn)樵趯?shí)際湖泊中，換水周期變短并不意味著水質(zhì)水生態(tài)會(huì)改善。在有些情況下，換水周期和水質(zhì)水生態(tài)狀況在一定范圍內(nèi)反而有可能是負(fù)相關(guān)的。那么，如果再復(fù)雜一點(diǎn)，假如有一個(gè)三維水動(dòng)力水質(zhì)模型，模型能夠準(zhǔn)確模擬總氮、總磷的遷移轉(zhuǎn)化，但是不包括藻類與營(yíng)養(yǎng)鹽作用動(dòng)力學(xué)，這個(gè)模型是否能夠滿足需求呢？答案同樣是否定的，用這樣的模型來評(píng)估類似雙廊補(bǔ)水這樣的問題，也是達(dá)不到底線的，因此也無法產(chǎn)生有意義的分析結(jié)果。