青草沙的開發(fā)適逢城市“水危機”：按現(xiàn)有供水規(guī)模，到2010年上海將每天缺水470萬立方米。而且，上海被列為全國36個水質(zhì)型缺水城市之一，更是聯(lián)合國預(yù)測21世紀(jì)飲用水缺乏的世界六大城市之一。
青草沙由此被寄予厚望：其所處的長江水量充沛，占上海過境水資源總量的98.8%，水質(zhì)在I類至II類，目前的利用率卻只有萬分之六。青草沙水庫建成后，每天可供水719萬立方米，超過現(xiàn)在黃浦江的日供應(yīng)量，上海將在原有的兩大水源地———黃浦江上游和陳行水庫之外，擁有第三個水源地，一舉彌補用水缺口。
第三水源地是如何找到的？青草沙經(jīng)歷了怎樣的故事？在水庫即將開建之時，當(dāng)年的提議者和參與論證者，首次向本報記者透露了青草沙水源地的尋找過程和與水庫建設(shè)相關(guān)的最新數(shù)字。
【尋找歷程】
無意插柳“青草沙”
1990年那場高溫
“干凈水源何處尋，長江河口江中求?！?6歲的著名河口海岸學(xué)家、中科院院士陳吉余至今記得，1991年，任職華東師范大學(xué)水資源研究組的他，最早提出了取水長江河口的論證報告。
促成陳教授這一提議的，是一場高溫。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(jì)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，成為上海水源緊缺的一個警告。
青草沙原水工程有限公司總工程師顧玉亮告訴記者，其時，上海自來水取水口已歷經(jīng)變遷，從最初的蘇州河，到黃浦江中下游段，再到黃浦江上游臨江段。但隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，黃浦江已不堪重負，每年的“黑臭期”呈增長趨勢。同時，上游太湖水質(zhì)也開始出現(xiàn)富營養(yǎng)化，上海飲用水的源頭同樣受到被污染的威脅。根據(jù)當(dāng)時的報道，為了保證自來水的質(zhì)量，水廠不得不采用重氯消毒殺菌，比過去的投放量要多4倍。
干凈水源何處尋？顧玉亮介紹，上海中心城區(qū)供水系統(tǒng)水源不外乎有三：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，目前已超過應(yīng)控量。另外兩大水源相比：長江的可采水量是黃浦江的100倍。而且，黃浦江水質(zhì)為Ⅲ類到V類水，長江為II類水。
1991年，在市科協(xié)高級專家顧問委員會召開的“引長江水緩解上海供水的多種構(gòu)想預(yù)可行性評議會”，包括陳吉余在內(nèi)的數(shù)位專家都提出，到長江河口取水，這引起了當(dāng)時主管城市建設(shè)和管理的副市長倪天增的注意。會后，在高顧委及各方面有識之士的呼吁下，河口江心筑水庫的預(yù)可行性研究正式立題。
取水口瞄準(zhǔn)江心
引長江水，岸邊也可以，為何要跑到江心呢？
當(dāng)時，寶鋼已在長江岸邊引水，陳行水庫也已獲批準(zhǔn)，正在建設(shè)，但庫容只能供應(yīng)40萬噸。如果另覓新址建庫，就需要一段江岸和一個較寬的灘地。但從寶山區(qū)大陸岸線而言，已無可建的岸線。在浦東江岸，岸線也所剩無幾。即使見縫插針建庫，很有可能遭遇上游污水排放的問題。
上海邊灘幾無可用之地。怎么辦？專家們提出到江心灘去筑庫蓄水。既可取得優(yōu)質(zhì)水源，又有大片潮灘和潮汐通道可用。再考慮路程、管線和工程便利，長江三島中距市區(qū)最近的長興島進入人們的視線。
兩千年前，長江口從鎮(zhèn)江、揚州入海，歷經(jīng)變遷，才形成現(xiàn)在的口門，從啟東嘴至南匯一帶入海，在長江口外伸過程中，潮漲潮落間，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，長興島是其中一個，它在清朝咸豐年間成島，古稱鴨窩沙，周圍還有幾個小沙島：中央沙、青草沙、瑞豐沙等。仔細勘察此地地形，青草沙灘面較高，和長興島西端伸出沙嘴形成的高灘，遙相對峙。兩者之間另有一馬蹄形心灘，與青草沙、長興島三者圍成一半封閉式水域，形勢天成，易于施工，是建造水庫的理想地點。
“青草沙這個名字是怎么來的？”記者問當(dāng)年參與青草沙水源地論證的顧玉亮?！斑@個名字，大概是當(dāng)年進行圍墾研究的工程人員取的。”顧玉亮告訴記者，現(xiàn)在的青草沙成形于上世紀(jì)60年代，在進行水源地研究之前，相關(guān)部門曾考慮過把青草沙圍涂造田，沒想到有心栽花花不開，無意插柳柳成蔭，圍涂造田變成了筑壩建水庫。
摸清咸潮規(guī)律
2005年12月，市水務(wù)局組織國內(nèi)9個相關(guān)學(xué)科的26位資深專家對青草沙水源地方案進行了評估論證。2006年1月20日，“擴大長江水資源開發(fā)，利用青草沙水源地……”被正式列入《上海市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》。
從江心筑水庫的設(shè)想提出到列入規(guī)劃，青草沙水域的實測觀察和基礎(chǔ)性研究，進行了十多年。
“最關(guān)鍵的突破，是我們把這一帶水域的咸潮規(guī)律摸清楚了?！鳖櫽窳粮嬖V記者。所謂咸潮，是指海洋的高鹽水團隨潮汐向上推進，造成上游河道水體變咸。咸潮期間的水自然是不能喝的，因此咸潮持續(xù)的天數(shù)，以及能否避咸取淡，是決定青草沙能否建水庫的關(guān)鍵。而整個長江河口三級分汊，四口入海的格局，又使江水的咸潮來去非常復(fù)雜，難以琢磨。
“之前我們研究咸潮，用的都是人工觀測法，一條船在江里呆半個月，拿到一批數(shù)據(jù)，但怎么說明一年、十年甚至更長時期的情況？”顧玉亮說。1994年，上海在青草沙設(shè)立了第一座氯化物自動觀測站———青草沙咸度站，到2005年，在長江口關(guān)鍵水域共布設(shè)了15座觀測站。先后積累了上百萬個鹽度和水文水質(zhì)原始數(shù)據(jù)。
研究表明，在咸潮入侵期，青草沙水域處于相對低鹽度區(qū)，水庫取水口選址北港上游，可供水量巨大，這保證了在咸潮來臨之前，水庫能有充足的時間儲夠足夠的淡水。另外，青草沙以南的長江口中泓主流還是一個天然屏障，能夠阻隔上海城市污水向北擴散，這客觀上減輕了水庫在枯水期或咸潮來臨時蓄水的負擔(dān)。陳吉余院士認(rèn)為，就算萬一出現(xiàn)連續(xù)不能取用合格水的天數(shù)超過預(yù)期，也能以黃浦江淡水解不時之需，兩手準(zhǔn)備，當(dāng)無匱乏之慮。
【飲水思源】
水源地數(shù)次變遷
市水務(wù)局局長張嘉毅介紹，從上海中心城區(qū)供水的百年發(fā)展史來看，上海的水源地經(jīng)歷了從蘇州河到黃浦江再到長江口；從黃浦江下游到中游再到上游；從單水源到雙水源再到多水源；從就近取水到保護區(qū)取水再到水庫取水的過程。
1910年，閘北自來水廠在蘇州河邊落成，1911年蘇州河恒豐路橋附近水源正式成為上海水源地。
1928年，隨著蘇州河水質(zhì)惡化，上海水源取水口被迫遷址到軍工路黃浦江附近。解放后至20世紀(jì)80年代，上海的取水口全部設(shè)在黃浦江中、下游江段。這條1870年所有水質(zhì)檢驗指標(biāo)都優(yōu)于同期英國泰晤士河的河流，20世紀(jì)50年代水質(zhì)依然良好，但到了1978年，人們無奈地發(fā)現(xiàn)，下游的魚蝦已經(jīng)絕跡，取水口被迫順流而上。
1987年7月，黃浦江上游一期工程建成通水，取水口設(shè)在黃浦江上游臨江段。
1994年7月，黃浦江上游二期工程將取水口移至松浦大橋下游1.8公里的女兒涇。
1990年開始，陳行水庫開建，上海開始從長江取水。
目前，就上海中心城區(qū)來看，黃浦江上游水源地和長江陳行區(qū)域水源地，取水量為778萬立方米/日。其中，黃浦江上游水源地取水規(guī)模為622萬立方米/日，占原水供應(yīng)量的80%；長江口陳行區(qū)域水源地取水規(guī)模為156萬立方米/日，占原水供應(yīng)量的20%。
【建設(shè)進程】
青草沙水庫相關(guān)數(shù)字
10個西湖
青草沙水源地工程將在長江口南支北港江心，通過建設(shè)標(biāo)高8.5米、總長43公里的大堤，圈圍60平方公里的水面，形成我國目前最大的江心水庫。這個江心水庫究竟有多大？上海青草沙原水工程有限公司總經(jīng)理陸曉如形象地說：“應(yīng)該不會小于10個杭州西湖?！鼻嗖萆乘畮忑嫶蟮捏w積，其本身就具有建設(shè)難點，其位于的長江入海口，陳吉余曾感慨“研究了一輩子仍未完全摸清楚脾氣”。專家認(rèn)為，在如此復(fù)雜的河勢下建水庫，難度堪比三峽水庫。
719萬立方米
青草沙水庫建成后，最大有效庫容達5.53億立方米，設(shè)計有效庫容為4.35億立方米。2010年供水規(guī)模達719萬立方米/天，而黃浦江總的設(shè)計供水能力為500萬立方米/天。供水范圍為楊浦、虹口等上海10個行政區(qū)全部區(qū)域及寶山、普陀等5個行政區(qū)部分地區(qū)，受益人口超過1000萬人，其規(guī)模占全市原水供應(yīng)總規(guī)模的50%以上。
68天
根據(jù)觀測，1994年以來，青草沙水域因干旱或咸潮入侵等自然災(zāi)害，連續(xù)不能取水天數(shù)一般一年不超過15天，最多時為38天。水庫建成后，正常運行期間，水位一般在3米左右，有效蓄水量不少于3.87億立方米，按2010年預(yù)計達到的供水規(guī)模719萬立方米/天算，可保證連續(xù)50天不取水情況下的正常供水，足以抵御發(fā)生在長江口的自然災(zāi)害或突發(fā)性污染事故。如果按水庫最大有效庫容5.53億立方米算，即使每天供水950萬立方米，也能確保至少連續(xù)68天供應(yīng)合格淡水。
9米/秒
2009年，青草沙水庫將實現(xiàn)龍口合龍。國內(nèi)多名權(quán)威專家經(jīng)數(shù)十次討論，在去年12月26日，最終確認(rèn)合龍方案：采用水庫東堤深槽龍口方案。河海大學(xué)模型試驗數(shù)據(jù)表明，當(dāng)龍口合龍時，在最不利的水文、風(fēng)力等施工條件下，龍口水流的瞬時流速可達9米/秒，常規(guī)的水利工程，在流速3米/秒的水流中施工是較為常規(guī)的，三峽水庫大壩合龍時的瞬時流速也才7米/秒。
