最近一條新聞令人大跌眼鏡：法國最大的核電站 —— 格拉夫林斯核電站，竟被一群小小的水母 “逼停”。一邊是輕盈文藝的海洋舞者，一邊是擁有 5.4 吉瓦（1 吉瓦 = 10 億瓦）發(fā)電能力的鋼鐵堡壘，這場景頗有“螞蟻絆倒大象” 的滑稽感。

不管怎么說，這事確實發(fā)生了，而且其實并不罕見。全世界幾乎所有沿海電站，都曾遭水母困擾，只是麻煩程度不同。

01水母“鬧電站”，這事兒不新鮮
早在 2009 年，青島發(fā)電有限公司下屬熱電廠就遭遇大規(guī)模水母襲擊。該熱電廠在 800 米外的膠州灣設(shè)有直徑 5 米的取水口，水母被吸入泵房過濾網(wǎng)造成堵塞。當(dāng)時全靠工人輪流加班，每天清理兩三萬斤水母，才保住青島市民用電安全。

2023 年，我國紅沿河核電廠也遇水母襲擊。盡管電廠早有防備，在取水口附近設(shè)置了海洋生物攔截網(wǎng)，但水母憑借數(shù)量優(yōu)勢掙斷拉網(wǎng)鋼絲繩，最終核電廠為安全起見被迫停機(jī)一段時間。

國外水母襲擊事件更多。上世紀(jì) 70 年代，日本臨海電站就頻頻遭水母群攻擊，且日本水母會蜇人。2006 年日本核電站水母入侵事件，造成 9 名工人被蜇傷死亡。

就連美國 “里根” 號核動力航母，在澳大利亞執(zhí)行任務(wù)時也遭水母襲擊，進(jìn)水口堵塞導(dǎo)致 “趴窩”，還被網(wǎng)民笑話許久。

類似例子不勝枚舉，只要是大量使用海水的設(shè)施，都可能成為水母群 “攻擊” 目標(biāo)。且一旦遭遇襲擊，目前除了停機(jī)，暫無更好應(yīng)對辦法。

一群全身近乎是水的柔軟生物，為何如此 “厲害”？要解釋清楚并不容易，這涉及流體力學(xué)、生態(tài)學(xué)、氣象學(xué)和軟物質(zhì)物理學(xué)等多領(lǐng)域，我們一件一件的說。

02水母專挑電站“碰瓷”？

為何電站總遭 “青睞”？難道水母會 “追著” 核電站跑？

核電站反應(yīng)堆會產(chǎn)生大量熱量，需用源源不斷的海水降溫。一個百萬千瓦級核電機(jī)組，每小時約需上百萬立方米海水，相當(dāng)于一小時抽干半個西湖的水量。

為獲取足量海水，核電站取水口如同巨型 “吸塵器”，被安裝在海流最穩(wěn)定的區(qū)域。而水母看似在水中自在游動，實則游泳能力極差，面對強(qiáng)大洋流只能隨波逐流。

于是，一場 “悲劇” 發(fā)生：洋流將成群水母帶至岸邊，恰好遇上核電站這個 “超級吸塵器”。水母并非主動攻擊，只是恰巧路過，就被一股無法抗拒的力量吸入。

不過，核電站入水口并非毫無防備。每根管道截面積達(dá)幾十甚至上百平方米，且都裝有過濾裝置。以法國格拉沃利訥核電站為例，其海水進(jìn)水口安裝的轉(zhuǎn)鼓式過濾器，具備自凈能力，可邊工作邊清潔。水母若想徹底堵死這類過濾器，必須形成“大部隊” 統(tǒng)一 “沖鋒”。

法國格拉沃利訥核電站

按常識，水母不像魚群有主動聚集能力，幼體出生后應(yīng)被海水沖散、分散分布，為何會大規(guī)模聚集？科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，在純粹 “隨波逐流”情況下，水母行為類似 “溶解-擴(kuò)散” 模型，會均勻飄散，不會聚集。但在阻擋、回流或地形約束等特殊外部環(huán)境下，水母會被動堆積成密集大群，就像河邊、海邊常聚集垃圾一樣。

海岸水動力學(xué)——現(xiàn)狀與未來1

為弄清原理，科學(xué)家專門研究沿海海流、潮汐和波浪（即沿海流體動力學(xué)），通過復(fù)雜模擬，找到了一些預(yù)測水母大規(guī)模聚集的方法。

03軟乎乎的水母，咋成了電站“堵門高手”？
既然水母易在沿海因海岸與海流綜合作用聚集，那這些柔軟生物憑什么能堵住入水口？難道不能像打碎果凍一樣破壞它們？

這就需要理解“軟物質(zhì)的力致堵塞相變”這一概念。其實不難理解，舉個例子：喝珍珠奶茶時，若用吸管一顆一顆吸，珍珠能順利通過；但猛吸一口，珍珠可能在吸管口擠成一團(tuán)、相互卡住，徹底堵死吸管。此時，原本軟糯 Q 彈的珍珠，表現(xiàn)出類似固體的特性。

水母堵塞濾網(wǎng)，就是放大版的 “珍珠堵吸管”。單個水母柔軟脆弱，但當(dāng)成千上萬只水母被強(qiáng)水流高速推向濾網(wǎng)時，它們沒有足夠時間和空間通過濾網(wǎng)孔洞，會瞬間擠壓在一起，體內(nèi)水分被擠出，膠狀身體組織相互糾纏、堆疊，最終形成密度高、透水性差的“水母墻”。

這道墻形成后，后續(xù)水母會不斷 “添磚加瓦”，使其越來越厚、越來越堅固，最終徹底封死冷卻水入口。這就是所謂的 “相變”——從大量分散的柔軟個體，從流體態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎w堅固的堵塞物。

可見，讓核電站停擺的，不是單個或一群水母，而是巨量水母在特定流體動力學(xué)條件下發(fā)生的物理變化。

04水母逼停電站：系統(tǒng)性風(fēng)險
如今再看整個事件，邏輯便清晰了：水母 “逼?！?核電站并非簡單的 “A 導(dǎo)致 B”，而是典型的系統(tǒng)性風(fēng)險，如同多米諾骨牌，由一系列看似無關(guān)的因素環(huán)環(huán)相扣，最終引發(fā)災(zāi)難性后果。

這個鏈條是這樣的：

第一環(huán)，全球生態(tài)系統(tǒng)變化。全球變暖使海水溫度升高，縮短水母繁殖周期、加快生長速度；過度捕撈則消滅了水母的天敵（如海龜）和食物競爭者（如部分魚類）。這就像把森林里的狼和兔子抓走，只留下羊，還為羊提供暖氣和充足草料，羊群（水母）自然會爆炸式增長，這是“自上而下” 與 “自下而上” 效應(yīng)的疊加。

第二環(huán)，局部海洋動力學(xué)影響。特定洋流和風(fēng)向，將近海暴發(fā)的水母群精準(zhǔn) “輸送” 到核電站附近。

第三環(huán)，工業(yè)設(shè)施工程設(shè)計局限。核電站為保障效率與安全，需持續(xù)抽取巨量海水，其選址和設(shè)計使其必然成為被動的 “水母收集器”。

第四環(huán)，即前文提及的軟物質(zhì)物理學(xué)原理。巨量水母在強(qiáng)大吸力下發(fā)生 “堵塞相變”，對入水口造成致命一擊。

05對付水母有招嗎？
面對這一問題，短期可升級工程技術(shù)：在遠(yuǎn)離入水口處安裝更堅固的生物攔截網(wǎng)，或配備更強(qiáng)力的濾網(wǎng)清理系統(tǒng)；也有學(xué)者提議用聲吶提前預(yù)警水母群動向，或在取水口設(shè)置氣泡幕墻改變水流以驅(qū)離水母。

但從長期來看，這些都只是 “頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳” 的補(bǔ)救措施。要真正解決問題，必須回到鏈條起點(diǎn) ——修復(fù)被人類擾亂的全球生態(tài)系統(tǒng)。

水母在海洋生態(tài)中地位特殊：其幼體（水螅體、碟狀體、幼水母體）是多種海洋魚類的食物，但捕食體型大、含水量高的成體水母的生物較少。當(dāng)海洋野生魚類減少，大型水母必然泛濫。

或許有一個解決方案：調(diào)整人類食譜，減少野生魚類食用比例，增加養(yǎng)殖魚類消費(fèi)。讓人類用管住嘴的方式來保證電力的正常供應(yīng)，你認(rèn)為這有可能實現(xiàn)嗎？

信源：

[1]https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/00221686.2013.821678#d1e255