——解析宝塔湾溺水高发之谜的实验
周子棠（湖北荆州中学高三学生）
春夏之季，有着一千多公里长江段的千湖之省湖北，又到了溺水故事高发期，一次中学生在荆江险段宝塔湾的简易水流测试，也许能给我们一些启示。这里也是2009年哄动全国的“大学生救人溺亡、挟尸要价”事件发生地。
一、荆江险段著名的死人坑
万里长江，险在荆江，荆江最险，莫过于观音矶。位于湖北荆州的观音矶，被誉为“万里长江第一矶”，是历史上著名的险工险段，国家领导人视察长江水情时，都会来到此处。（矶：指水边突出的大岩石或石滩）
观音矶边，有一个宝塔湾，人称“鬼门关”、“死人坑”。宝塔湾看起来水面平静，但每年都有多人在这里溺水身亡，最多一年溺亡人数曾达到22人。2009年，哄动全国的“大学生救人溺亡、挟尸要价”事件就发生在这里。如今，这里立起了多个警示牌，但溺水者数量还是居高不下。直至现在，宝塔湾冬泳队每年还救起30多人。
更加离奇的是，有多位救人者，一旦下水后也自身难保，溺水身亡。为什么这里如此异常？是地形的原因，还是因游人数众多所以发生的机率高，还是有一些被我们忽略的原因？
（宝塔湾的警示牌及游人）
二、宝塔湾为何溺亡频发？
宝塔湾就像一张咧开的嘴，岸边的沙滩像一条黄色的大舌头，笔者在一次游玩中，为了看清真实的水流速度，在舌尖处将泥沙抛向水面，向右半米泥水向右流，左半米泥水向左流，就像有一把刀，将水流劈开成两边，渭泾分明，十分奇妙，能否也用此方法测出宝塔湾水流的“轨迹，流速”等水情规律，分析险情高的原因，并找出避险策略呢？
查阅了当地水文资料后发现没有此处的数据，咨询水文站人员，其答复到：“宝塔湾地理位置特殊，为矶头处，水流紊乱、变化大，流速数据不能选用”。
（长江航道在观音矶头处拐弯）
根据公开渠道得到的卫星图、长江水位、流量等信息，绘制一张设想中的水流轨迹图：长江主航道水流速度较快，宝塔湾内水体相对静止，根据流体力学原理“在一条流体上，流体质点的速度与在这一点上的压强负相关”，也就是说流速越快压力越小，湾内水流将会因负压被吸向主航道，下游的水流遇上舌尖状的沙滩后形成回流补上。
（设想的宝塔湾内水流轨迹图）
如果这张图可以被证实，那么就说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，只会离岸越来越远，最后酿成惨剧。
三、设计验证模型
试验模型共设计了两种方案：
方案1：将多个不同颜色的漂浮物投入水中作为标记点，用无人机高空航拍视频，后期根据标志物的位移绘出轨迹、算出速度。但存在问题：a）漂浮物放出后无法回收，有污染江水等环保问题。b）上千张图片用等时测距的方法计算流速，工作量庞大。
方案2：用船模载上GPS随水飘流记录轨迹，当流入江心再启动摇控将船开回，取出数据。优点：a）可回收。b）可多次施放，增加样本数。c）后期计算简单。
——决定实施方案2。
接下来，对方案2作了进一步完善：
a）在航模船下吊一个灌沙实心球，这样更接近真人入水的深度，并能减少风浪的影响，同时搭专业北斗+GPS导航仪记录轨迹和速度。
（船模下坠实心球） （北斗+GPS双模导航仪）
b）因Google卫星图为枯水期与测量当时的实际水位不符，需将GPS数据在Google Earth中导出后，再套叠绘制在无人机航拍的实际地形图上。
（GOOGLE地图为 2018年1月10日卫星拍摄）
（ 无人机航拍地形图 2018年10月22日）
3）长江不同时期的水位流速会有一些差别，实验时间将选取在游人最多溺水高发的10月，此时与春季水位也有相似之处，水位期更长，更具代表性。
四、测量实验
2018年10月22日，也就是当年“大学生救人事件”日期的前2天，实验开始。
（航船入水，记录轨迹）
第一次实验，模拟不会游泳落水者的情况。船放置在近岸处，随水漂流。轨迹图如下：
（近岸处水流轨迹图 3次）
这次得出的结论与设想的模型一致。水流在湾中形成一个大的回流，平均流速为0.3米/秒，在与主航道江水合并时流速加快，达到0.8米/秒。
第二次实验，模拟游泳者离岸进入深水区的情况。将船启动，开到中间部份后，再随水流而动。 轨迹图如下：
（离岸处水流轨迹图 3次）
这次实验与预测的有点不一样了：近中心部份的流速明显加快，在宝塔湾上游（图中左半部份）并非全是从湾内流出的水流，GPS轨迹显示这里还出现了倒流、涡流、湍流的现象。
而在江面也能观察到，宝塔湾下游近沙滩舌尖处的水面十分地平静，而在上游有明显的波浪。
（宝塔湾内一半平静，一半波浪的水面）
五、实验结论——水流图中红色高危区
根据以上两组GPS轨迹图，最终绘制出的水流图如下：
“在宝塔湾中，外圈形成一个大的回流，流速较慢。中心部份，随着回流半径的变小，流速逐渐加快与主航道斜插进来的强大水流相遇，形成一个紊流区。”
（宝塔湾水流轨迹流速图，红色部份为高危区域）
结论：图中右半部份，宝塔湾下游水面看似平静，水流却在慢慢加速，当离开岸边，进入紊流区之前水流速度达到了0.8米／秒，普通人的游速很难超过此速度（国家三级运动员男子蛙泳200米达标成绩为3分19秒，合1米/秒），当游泳者超过不了水流速度时，将会被卷入紊流区，紊流区局部流速达到1.5米/秒，在湍流之中，如不能冷静处理，不断扑腾，游泳者终将因为体力不支而沉入江中。
六、那头奔来的灰犀牛
然而，夺走这些溺水者生命的，仅仅只是水流吗？是否还有一些心理上的陷阱也是我们需要从这些事件里学习到、并且规避的呢？
美国畅销书作家米歇尔·渥克提出过一个“灰犀牛理论”。当一头灰犀牛向你奔来，远远看上去很笨拙，速度也不快，但当你意识到危险的时候，灾难就已经降临了，根本来不及躲避。那些溺水的人们，在宝塔湾游泳的前半段，一定觉得水非常的平静、温和、容易驾驭，就像那头还没奔到近处的灰犀牛一样。
中国也有一句俗话，“淹死的都是会水的”。为什么有人因为会游泳，反而陷入更危险的境地。我们的技能和经验，有的时候反而会成为我们看清真相的障碍。
卫生部发表的数字显示，溺水死亡是中国0岁至14岁年龄段的第一死因，占56.58%；中国平均每年有57000人，相当于每天有150多人溺水死亡。
长江宝塔湾只是中国无数水域的一个样本，不同水域有着各不相同的险情，我们如何避免或减少溺水事件的发生呢？
自然界的水流状况我们无法改变，但培养人们认清自己的心理陷阱，教育学生增强风险意识是我们的一个长期任务。除此之外，地方管理部门也可以多想一些办法来劝戒警示游泳者。
现在，宝塔湾的岸边已经树立起一些警示牌：“水流紊乱，危险至极，不宜在此进行涉水活动”、“珍爱生命，远离危险”等。但多数人还是视而不见，还有一些人觉得警示牌是给那些不会游泳的人看的。如今，宝塔湾溺水事故依然频频发生。那么，怎样才能让警示牌真的起到“警示”的作用呢？
是否能将宝塔湾的“水流图”标注流速后，立在醒目处，让人理性地了解水情，提前看到那头“灰犀牛”，然后配上这样的警示语：“如果你速度能超过国家游泳健将，并能持续30分钟，那么你还有50%生还的几率”，诸如此类。这样的警示牌也许会比“危险至极”的表述更有效一些吧！
