——解析寶塔灣溺水高發(fā)之謎的實(shí)驗(yàn)
周子棠（湖北荊州中學(xué)高三學(xué)生）
春夏之季，有著一千多公里長(zhǎng)江段的千湖之省湖北，又到了溺水故事高發(fā)期，一次中學(xué)生在荊江險(xiǎn)段寶塔灣的簡(jiǎn)易水流測(cè)試，也許能給我們一些啟示。這里也是2009年哄動(dòng)全國(guó)的“大學(xué)生救人溺亡、挾尸要價(jià)”事件發(fā)生地。
一、荊江險(xiǎn)段著名的死人坑
萬(wàn)里長(zhǎng)江，險(xiǎn)在荊江，荊江最險(xiǎn)，莫過(guò)于觀音磯。位于湖北荊州的觀音磯，被譽(yù)為“萬(wàn)里長(zhǎng)江第一磯”，是歷史上著名的險(xiǎn)工險(xiǎn)段，國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人視察長(zhǎng)江水情時(shí)，都會(huì)來(lái)到此處。（磯：指水邊突出的大巖石或石灘）
觀音磯邊，有一個(gè)寶塔灣，人稱“鬼門關(guān)”、“死人坑”。寶塔灣看起來(lái)水面平靜，但每年都有多人在這里溺水身亡，最多一年溺亡人數(shù)曾達(dá)到22人。2009年，哄動(dòng)全國(guó)的“大學(xué)生救人溺亡、挾尸要價(jià)”事件就發(fā)生在這里。如今，這里立起了多個(gè)警示牌，但溺水者數(shù)量還是居高不下。直至現(xiàn)在，寶塔灣冬泳隊(duì)每年還救起30多人。
更加離奇的是，有多位救人者，一旦下水后也自身難保，溺水身亡。為什么這里如此異常？是地形的原因，還是因游人數(shù)眾多所以發(fā)生的機(jī)率高，還是有一些被我們忽略的原因？
（寶塔灣的警示牌及游人）
二、寶塔灣為何溺亡頻發(fā)？
寶塔灣就像一張咧開(kāi)的嘴，岸邊的沙灘像一條黃色的大舌頭，筆者在一次游玩中，為了看清真實(shí)的水流速度，在舌尖處將泥沙拋向水面，向右半米泥水向右流，左半米泥水向左流，就像有一把刀，將水流劈開(kāi)成兩邊，渭涇分明，十分奇妙，能否也用此方法測(cè)出寶塔灣水流的“軌跡，流速”等水情規(guī)律，分析險(xiǎn)情高的原因，并找出避險(xiǎn)策略呢？
查閱了當(dāng)?shù)厮馁Y料后發(fā)現(xiàn)沒(méi)有此處的數(shù)據(jù)，咨詢水文站人員，其答復(fù)到：“寶塔灣地理位置特殊，為磯頭處，水流紊亂、變化大，流速數(shù)據(jù)不能選用”。
（長(zhǎng)江航道在觀音磯頭處拐彎）
根據(jù)公開(kāi)渠道得到的衛(wèi)星圖、長(zhǎng)江水位、流量等信息，繪制一張?jiān)O(shè)想中的水流軌跡圖：長(zhǎng)江主航道水流速度較快，寶塔灣內(nèi)水體相對(duì)靜止，根據(jù)流體力學(xué)原理“在一條流體上，流體質(zhì)點(diǎn)的速度與在這一點(diǎn)上的壓強(qiáng)負(fù)相關(guān)”，也就是說(shuō)流速越快壓力越小，灣內(nèi)水流將會(huì)因負(fù)壓被吸向主航道，下游的水流遇上舌尖狀的沙灘后形成回流補(bǔ)上。
（設(shè)想的寶塔灣內(nèi)水流軌跡圖）
如果這張圖可以被證實(shí)，那么就說(shuō)明真的有暗流把游泳的人推向江心，普通游泳者的游速如果抵抗不了水流速度，只會(huì)離岸越來(lái)越遠(yuǎn)，最后釀成慘劇。
三、設(shè)計(jì)驗(yàn)證模型
試驗(yàn)?zāi)Ｐ凸苍O(shè)計(jì)了兩種方案：
方案1：將多個(gè)不同顏色的漂浮物投入水中作為標(biāo)記點(diǎn)，用無(wú)人機(jī)高空航拍視頻，后期根據(jù)標(biāo)志物的位移繪出軌跡、算出速度。但存在問(wèn)題：a）漂浮物放出后無(wú)法回收，有污染江水等環(huán)保問(wèn)題。b）上千張圖片用等時(shí)測(cè)距的方法計(jì)算流速，工作量龐大。
方案2：用船模載上GPS隨水飄流記錄軌跡，當(dāng)流入江心再啟動(dòng)搖控將船開(kāi)回，取出數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)：a）可回收。b）可多次施放，增加樣本數(shù)。c）后期計(jì)算簡(jiǎn)單。
——決定實(shí)施方案2。
接下來(lái)，對(duì)方案2作了進(jìn)一步完善：
a）在航模船下吊一個(gè)灌沙實(shí)心球，這樣更接近真人入水的深度，并能減少風(fēng)浪的影響，同時(shí)搭專業(yè)北斗+GPS導(dǎo)航儀記錄軌跡和速度。
?。ùＯ聣媽?shí)心球） （北斗+GPS雙模導(dǎo)航儀）
b）因Google衛(wèi)星圖為枯水期與測(cè)量當(dāng)時(shí)的實(shí)際水位不符，需將GPS數(shù)據(jù)在Google Earth中導(dǎo)出后，再套疊繪制在無(wú)人機(jī)航拍的實(shí)際地形圖上。
（GOOGLE地圖為 2018年1月10日衛(wèi)星拍攝）
（ 無(wú)人機(jī)航拍地形圖 2018年10月22日）
3）長(zhǎng)江不同時(shí)期的水位流速會(huì)有一些差別，實(shí)驗(yàn)時(shí)間將選取在游人最多溺水高發(fā)的10月，此時(shí)與春季水位也有相似之處，水位期更長(zhǎng)，更具代表性。
四、測(cè)量實(shí)驗(yàn)
2018年10月22日，也就是當(dāng)年“大學(xué)生救人事件”日期的前2天，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始。
（航船入水，記錄軌跡）
第一次實(shí)驗(yàn)，模擬不會(huì)游泳落水者的情況。船放置在近岸處，隨水漂流。軌跡圖如下：
（近岸處水流軌跡圖 3次）
這次得出的結(jié)論與設(shè)想的模型一致。水流在灣中形成一個(gè)大的回流，平均流速為0.3米/秒，在與主航道江水合并時(shí)流速加快，達(dá)到0.8米/秒。
第二次實(shí)驗(yàn)，模擬游泳者離岸進(jìn)入深水區(qū)的情況。將船啟動(dòng)，開(kāi)到中間部份后，再隨水流而動(dòng)。 軌跡圖如下：
（離岸處水流軌跡圖 3次）
這次實(shí)驗(yàn)與預(yù)測(cè)的有點(diǎn)不一樣了：近中心部份的流速明顯加快，在寶塔灣上游（圖中左半部份）并非全是從灣內(nèi)流出的水流，GPS軌跡顯示這里還出現(xiàn)了倒流、渦流、湍流的現(xiàn)象。
而在江面也能觀察到，寶塔灣下游近沙灘舌尖處的水面十分地平靜，而在上游有明顯的波浪。
（寶塔灣內(nèi)一半平靜，一半波浪的水面）
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論——水流圖中紅色高危區(qū)
根據(jù)以上兩組GPS軌跡圖，最終繪制出的水流圖如下：
“在寶塔灣中，外圈形成一個(gè)大的回流，流速較慢。中心部份，隨著回流半徑的變小，流速逐漸加快與主航道斜插進(jìn)來(lái)的強(qiáng)大水流相遇，形成一個(gè)紊流區(qū)。”
（寶塔灣水流軌跡流速圖，紅色部份為高危區(qū)域）
結(jié)論：圖中右半部份，寶塔灣下游水面看似平靜，水流卻在慢慢加速，當(dāng)離開(kāi)岸邊，進(jìn)入紊流區(qū)之前水流速度達(dá)到了0.8米／秒，普通人的游速很難超過(guò)此速度（國(guó)家三級(jí)運(yùn)動(dòng)員男子蛙泳200米達(dá)標(biāo)成績(jī)?yōu)?分19秒，合1米/秒），當(dāng)游泳者超過(guò)不了水流速度時(shí)，將會(huì)被卷入紊流區(qū)，紊流區(qū)局部流速達(dá)到1.5米/秒，在湍流之中，如不能冷靜處理，不斷撲騰，游泳者終將因?yàn)轶w力不支而沉入江中。
六、那頭奔來(lái)的灰犀牛
然而，奪走這些溺水者生命的，僅僅只是水流嗎？是否還有一些心理上的陷阱也是我們需要從這些事件里學(xué)習(xí)到、并且規(guī)避的呢？
美國(guó)暢銷書作家米歇爾·渥克提出過(guò)一個(gè)“灰犀牛理論”。當(dāng)一頭灰犀牛向你奔來(lái)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)看上去很笨拙，速度也不快，但當(dāng)你意識(shí)到危險(xiǎn)的時(shí)候，災(zāi)難就已經(jīng)降臨了，根本來(lái)不及躲避。那些溺水的人們，在寶塔灣游泳的前半段，一定覺(jué)得水非常的平靜、溫和、容易駕馭，就像那頭還沒(méi)奔到近處的灰犀牛一樣。
中國(guó)也有一句俗話，“淹死的都是會(huì)水的”。為什么有人因?yàn)闀?huì)游泳，反而陷入更危險(xiǎn)的境地。我們的技能和經(jīng)驗(yàn)，有的時(shí)候反而會(huì)成為我們看清真相的障礙。
衛(wèi)生部發(fā)表的數(shù)字顯示，溺水死亡是中國(guó)0歲至14歲年齡段的第一死因，占56.58%；中國(guó)平均每年有57000人，相當(dāng)于每天有150多人溺水死亡。
長(zhǎng)江寶塔灣只是中國(guó)無(wú)數(shù)水域的一個(gè)樣本，不同水域有著各不相同的險(xiǎn)情，我們?nèi)绾伪苊饣驕p少溺水事件的發(fā)生呢？
自然界的水流狀況我們無(wú)法改變，但培養(yǎng)人們認(rèn)清自己的心理陷阱，教育學(xué)生增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)是我們的一個(gè)長(zhǎng)期任務(wù)。除此之外，地方管理部門也可以多想一些辦法來(lái)勸戒警示游泳者。
現(xiàn)在，寶塔灣的岸邊已經(jīng)樹(shù)立起一些警示牌：“水流紊亂，危險(xiǎn)至極，不宜在此進(jìn)行涉水活動(dòng)”、“珍愛(ài)生命，遠(yuǎn)離危險(xiǎn)”等。但多數(shù)人還是視而不見(jiàn)，還有一些人覺(jué)得警示牌是給那些不會(huì)游泳的人看的。如今，寶塔灣溺水事故依然頻頻發(fā)生。那么，怎樣才能讓警示牌真的起到“警示”的作用呢？
是否能將寶塔灣的“水流圖”標(biāo)注流速后，立在醒目處，讓人理性地了解水情，提前看到那頭“灰犀?！?，然后配上這樣的警示語(yǔ)：“如果你速度能超過(guò)國(guó)家游泳健將，并能持續(xù)30分鐘，那么你還有50%生還的幾率”，諸如此類。這樣的警示牌也許會(huì)比“危險(xiǎn)至極”的表述更有效一些吧！
