强大的模型

在路易斯安那州巴吞鲁日一个巨大的建筑里，离密西西比河仅几步之遥，环境工程师 Clint Willson 举起一个装满深色塑料碎屑的烧杯。它们看起来像黑色的熔岩盐，但在房间里，这些颗粒是巨大的路易斯安那州南部密西西比河物理模型的替代物：一个正在工作、流动的河流模拟。

这个模型比两个篮球场还大——还带有看台——让初次参观者惊叹不已。在一个巨大的白色桌面上雕刻出路易斯安那州东南部 14,000 平方英里的精确复制品，这些复制品是从超过 40 亿个数据点中提取出来的。一条深邃蜿蜒的河道贯穿整个模型，代表了从巴吞鲁日以南到三角洲 179 英里的壮丽密西西比河。投影仪将卫星图像投射到桌面上，将白色表面变成地形的逼真复制品，水流模拟着河流搬运沙石的方式，驱动着人造沉积物。

研究人员正在利用这个模型来寻找阻止路易斯安那州南部沼泽地惊人土地流失的方法。自 20 世纪 30 年代以来，在 1927 年大洪水（美国最严重的洪水之一）之后修建了数百英里的堤坝，近 1,900 平方英里的土地已经消失。

“在修建堤坝之前，这条河就像一个失控的花园水管，”为该模型提供资金的路易斯安那州海岸保护与恢复局（CPRA）副执行主任 Jason Lanclos 说。“河流基本上会喷洒到海岸的各个地方，沉积泥沙，淡水，并不断地在陆地上堆积陆地。你把堤坝围绕着河流系统，就没有那种沉积了。”土地在没有野生河流不断补充的情况下被冲走；在未来 50 年里，可能会再流失 2,250 平方英里或更多的土地。

为了帮助恢复一部分流失的土地，CPRA 提出了八个沉积物分流结构——水中的高科技闸门，会将补充土壤的泥浆释放到沼泽地——沿密西西比河下游。但它们应该放在哪里很难确定。这个巨大的模型将为研究人员提供一个强大的工具，以了解河流动力学、沉积物运动以及计划的分流结构将如何相互影响。

尽管数值模型和计算机模拟很有价值，但物理模型会产生持续的数据流，填补了数字上的空白。路易斯安那州立大学（LSU）负责该研究的教授 Willson 说，它允许 CPRA 研究不同的情景，以了解河流在“不仅仅是一年，而是真正五、十、二十五年、五十年后的未来”的反应。尽管模型规模很大，但它仍然是为期 50 年、耗资数十亿美元的海岸恢复总体计划中很小的一部分。

数字

成本

• 模型、展示和建筑耗资 1800 万美元

尺寸

• 120 英尺 x 90 英尺，模拟 14,000 平方英里

秤

• 1 英尺约等于 1 英里

• 模型运行 50 小时相当于现实世界河流时间 50 年

组件

• 1 英里钢支撑梁

• 20 英寸厚的混凝土板作为基础支撑

• 20 台高清顶置投影仪

• 216 块高密度泡沫芯板，每块 5 x 10 英尺，重 700 磅

• 864 个独立千斤顶支架

• 6,000 加仑水以复制海平面