◎ 文 |田宗偉 編輯 | 謝澤

上海青草沙水庫航拍圖 供圖/三峽集團上海設(shè)計院

青草沙水庫的建成改變了上海市主要依靠黃浦江取水的歷史，成為上海市的主要原水水源地，其供水規(guī)模占全市原水供應(yīng)總規(guī)模的50%以上，受益人口超過1000萬人，有效提升了上海地區(qū)的供水水質(zhì)和供水安全。

上海有長江、黃浦江兩個大水系以及星羅棋布的水域網(wǎng)絡(luò)，本身并不缺水，但卻是全國36個水質(zhì)型缺水城市之一，更是聯(lián)合國預(yù)測21世紀飲用水缺乏的世界六大城市之一。很多河流和水域的水質(zhì)很差，污染嚴重，不能作為生活用水。在青草沙水源地建成之前，上海的生活用水主要依賴黃浦江，占比達到80%以上。

1990年7月，上海剛?cè)胂谋阍庥鲞B續(xù)高溫，全市自來水日供水突破470萬噸，創(chuàng)歷史最高紀錄。而且，黃浦江上游來水日趨枯竭，導(dǎo)致中下游污水上涌，自來水水質(zhì)下降，部分地區(qū)居民反映自來水帶有臭味。上海不得不求助蘇浙兩省，從太湖開閘放水，但因下泄流量有限，對各水廠取水口水質(zhì)的改善并不明顯。從那時到現(xiàn)在，上海的經(jīng)濟發(fā)展迅速，人口增幅也很明顯，亟需開發(fā)穩(wěn)定可靠的新水源，以確保城市供水安全。

干凈水源何處尋？能夠給上海中心城區(qū)供水的水源不外乎以下三個來源：黃浦江、地下水、長江。地下深井水水質(zhì)較好，但取水過多將影響城市地表沉降，不能過度開采；黃浦江由于上游的污染，水質(zhì)為Ⅲ類到V類水；長江口的水質(zhì)為II類水，可采水量是黃浦江的300倍，這自然就成了新的水源地的首選目標，位于南北港分流口的長興島進入了人們的視線。

長江從上游挾帶來的大量泥沙在河口附近形成沙洲和河壩，長興島就是其中一個。它在清朝咸豐年間成島，周圍還有幾個小沙島：中央沙、青草沙、瑞豐沙等。長江水量充沛，占上海過境水資源總量的98.8%，水質(zhì)在I類至II類，如果能夠在這里建立起水源地，對上海的供水面貌的改變將是決定性的。

經(jīng)過長時間的論證，最終決定在長興島的西北側(cè)以青草沙為中心，在長興島的邊上筑堤圍水，建設(shè)青草沙水源地水庫。包括青草沙墾區(qū)、旁邊的已圈圍的中央沙庫區(qū)，環(huán)庫大堤總長約48.4公里,圈圍了70平方公里的水面，相當(dāng)于10個杭州西湖，形成我國目前最大的江心水庫。水庫總面積與長興島的面積相當(dāng)，等于是人工再造了一座長興島。從長江中心流入水庫的江水，通過青草沙水庫的自凈系統(tǒng)功能，成為優(yōu)質(zhì)的水源，源源不斷地送到市區(qū)水廠，經(jīng)進一步的凈化處理之后，供市民生活之用。

由于水源地地處長江入?？?，必然會受到海洋潮汐的影響。漲潮的時候，外海洋的高鹽水團隨潮汐向上向內(nèi)陸推進，造成長江入海口河道水體變咸，形成咸潮。咸潮期間長江口水體含氯度（鹽度）超標的水是不能作為自來水的原水，自然是不能喝的，因此咸潮持續(xù)的天數(shù)，以及能否避咸取淡，是決定青草沙水域能否建水庫的關(guān)鍵問題之一。而整個長江河口三級分汊，四口入海的格局，又使咸潮入侵來去變化非常復(fù)雜，難以琢磨。青草沙的巨大庫容，可以保證在咸潮期間，不用取用長江水，也可以連續(xù)供水68天。

取水口的設(shè)計也很重要，在沒有咸潮時，要保證長江水能持續(xù)不斷地為進入水庫供水，咸潮來臨時及時關(guān)閉閘門取水口，保證水庫里的水質(zhì)不受影響?，F(xiàn)在采用的是水閘和泵站并行的方式，水閘引水，電能消耗少；泵站提水入庫，能耗量大。若水庫水位不高,可以利用潮汐動力，乘高潮位打開閘門讓長江水自流進入水庫；水庫水位較高時，如果不能開閘取水，就會啟動泵站從長江抽水，從而保證水庫有足夠的存水。

在下游還設(shè)計有出水口，夏季長江口一般沒有咸潮，但水體容易發(fā)生富營養(yǎng)化，因此，會通過出水口釋放掉部分庫內(nèi)水體，促進水體在水庫內(nèi)有序流動，降低水體發(fā)生富營養(yǎng)的風(fēng)險。

由于該工程規(guī)模巨大，自然條件復(fù)雜，施工難度大、風(fēng)險多，可借鑒的經(jīng)驗和資料少，技術(shù)含量高、難點多。如江心成庫、深水筑堤、水庫防滲、地基處理、新建大堤實施順序、龍口布置及超大龍口截流、施工期的動態(tài)跟蹤、泵型的選擇、泵站深基坑維護以及水庫的調(diào)度運行、自動化控制等等都是難題。該水庫的牽頭設(shè)計單位中國三峽上?？睖y設(shè)計研究院在工程設(shè)計中積極開展科技創(chuàng)新，以石小強院長、陸忠民總工程師、青草沙項目組經(jīng)理吳彩娥為首的設(shè)計團隊，首先根據(jù)工程特點全面規(guī)劃了科技創(chuàng)新內(nèi)容和相應(yīng)的技術(shù)路線，尤其在深水筑堤、新建圍堤實施順序、龍口布置及超大龍口截流、施工期的動態(tài)跟蹤等方面，采用原型觀測、河演分析、定床數(shù)物模、動床物模等多種技術(shù)手段對工程建設(shè)的核心問題作全面深入論證，創(chuàng)造出了型鋼框籠拋石平堵截流、新建圍堤分階段實施、高強土工合成材料軟體排護底保護等眾多新技術(shù)、新工藝、新材料。

青草沙水庫于2011年6月全面建成通水，設(shè)計總庫容5.27億立方米，有效庫容4.35億立方米，供水規(guī)模每日719萬立方米。青草沙水庫的建成改變了上海市主要依靠黃浦江取水的歷史，成為上海市的主要原水水源地，其供水規(guī)模占全市原水供應(yīng)總規(guī)模的50%以上，受益人口超過1000萬人，有效提升了上海地區(qū)的供水水質(zhì)和供水安全。