徐心成 科技日?qǐng)?bào)記者 王春

上海位于東海之濱、長江之尾，內(nèi)有黃浦江和蘇州河，以及眾多內(nèi)河，且有巨量徑流的長江流過，理應(yīng)不缺淡水。但2010年之前，上海的用水主要取自黃浦江，水量不足，水質(zhì)較差，屬于水質(zhì)型缺水城市，需要將水源地戰(zhàn)略性地轉(zhuǎn)移至長江河口，建設(shè)河口避咸蓄淡水庫。

3月22日是第三十屆“世界水日”，3月22—28日是第三十五屆“中國水周”，今年的活動(dòng)主題為“推進(jìn)地下水超采綜合治理復(fù)蘇河湖生態(tài)環(huán)境”。

為了江水綠如藍(lán)，幾十年來，華東師大科研人員扎根河口，服務(wù)上海，開展了大量現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、數(shù)值模擬和理論分析，在河口淡水資源利用中提供了重大科技支撐，奮力書寫城市高質(zhì)量發(fā)展“綠色”答卷，用實(shí)際行動(dòng)講述“人不負(fù)青山，青山定不負(fù)人”的動(dòng)人故事。

開源淡水：“可就近在邊灘建設(shè)水庫”

在河口建設(shè)水庫，面臨的最大問題是鹽水入侵（也稱咸潮入侵）。在長江河口建設(shè)水庫，充分利用巨量的長江淡水資源，需要研究和揭示長江河口鹽水入侵的時(shí)空變化規(guī)律、動(dòng)力過程和機(jī)制，在此基礎(chǔ)上科學(xué)選擇水庫場(chǎng)址、設(shè)計(jì)水庫庫容、數(shù)值預(yù)報(bào)鹽水入侵，保障取水安全。

上世紀(jì)80年代初，我國籌建寶山鋼鐵廠，選址上海西北的長江口南岸。煉鋼需要優(yōu)質(zhì)淡水，鹽度標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)低于飲用水鹽度標(biāo)準(zhǔn)。因長江河口存在鹽水入侵，原計(jì)劃從淀山湖引水，但距離遠(yuǎn)、投資大。

針對(duì)這一問題，華東師范大學(xué)河口海岸科學(xué)研究所沈煥庭教授通過深入研究鹽水入侵的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)在枯季鹽水入侵季節(jié)有出現(xiàn)淡水的事實(shí)，建立模型并給出對(duì)策：可就近在邊灘建設(shè)水庫。

沈煥庭團(tuán)隊(duì)首次對(duì)影響長江口鹽水入侵的因素、鹽水入侵對(duì)生活、工農(nóng)業(yè)用水與河口過程的影響、鹽水入侵來源、鹽淡水混合類型、河口段與口外海濱鹽度的時(shí)空變化規(guī)律、南水北調(diào)、三峽工程等大型工程以及海平面變化對(duì)鹽水入侵的影響、最長連續(xù)不宜取水天數(shù)的估算和河口鹽度預(yù)報(bào)方法等進(jìn)行了較全面系統(tǒng)的研究。

最終，寶鋼水庫于1985年9月建成運(yùn)行，為寶鋼提供了大量優(yōu)質(zhì)原水，節(jié)省了大量資金。

根據(jù)沈煥庭教授的研究結(jié)論，上世紀(jì)90年代初，上海又確定緊鄰寶鋼水庫建造陳行水庫，新水庫于1996年建成通水,解決了上海部分城區(qū)的工業(yè)和市民的用水需求。該總庫供水約占全市原水供應(yīng)量的12%。陳行水庫建成通水結(jié)束了上海市區(qū)用水以黃浦江為唯一水源的歷史，由單水源過渡到雙水源格局。

精準(zhǔn)鹽度：為水庫庫容設(shè)計(jì)提供關(guān)鍵參數(shù)

繼寶鋼水庫、陳行水庫后，上海又在長江河口陸續(xù)建成青草沙水庫和東風(fēng)西沙水庫。青草沙水庫源于20世紀(jì)90年代華東師范大學(xué)河口海岸研究所陳吉余教授提出的“干凈水源何處尋，長江河口江中求”設(shè)想，并經(jīng)過十多年的長期科學(xué)論證，確定了在長興島的青草沙建設(shè)江心洲水庫的方案。

陳吉余教授野外調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)。采訪對(duì)象供圖

青草沙水庫于2010年10月建成，為特大型水庫，原水供應(yīng)占全市50%以上，受益人口超過1300萬人。由此，上海完成了水源地從黃浦江向長江口的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移。

2014年1月建成的東風(fēng)西沙水庫位于長江口南支上段的北側(cè)、崇明島西南部，專門為崇明島供水，在建設(shè)世界級(jí)崇明生態(tài)島中起著重要的作用。

水庫籌建期間，華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室朱建榮教授研究組以徑流量特枯的1978-1979年作為水文計(jì)算年，模擬出了青草沙和東風(fēng)西沙水庫取水口鹽度隨時(shí)間變化過程，并得出兩座水庫最長連續(xù)不宜取水天數(shù)分別為68天和26天的重要結(jié)論。

這個(gè)水庫庫容設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)，在水庫建設(shè)中被采用，為水庫建設(shè)和上海淡水資源的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移提供了科技支撐。

此后，朱建榮教授研究組又成功研發(fā)了高精度三維河口鹽水入侵?jǐn)?shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)，提前預(yù)報(bào)鹽水入侵，保障水庫取水安全。

立足生態(tài)：為水庫供水安全保駕護(hù)航

作為世界最大的生態(tài)型、江心洲水庫，青草沙水庫在建設(shè)初期就保留了大面積的自然植被，庫區(qū)水質(zhì)及環(huán)境條件得天獨(dú)厚。

從2013年開始，華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室童春富副研究員帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)，在青草沙水庫開展了庫區(qū)生態(tài)特征及其變化、生態(tài)效應(yīng)與有效管控等系列研究，不僅理清了青草沙水庫庫區(qū)包括植被、大型土壤動(dòng)物、鳥類、土壤種子庫等的生態(tài)特征及其變化趨勢(shì)，其研究提出的意見和建議，包括收割有利于促進(jìn)蘆葦?shù)葷竦刂参锷L、提升植被水質(zhì)凈化功能；根據(jù)生物量和氮磷賦存量確定庫區(qū)植被最佳收割時(shí)機(jī)；根據(jù)植物季節(jié)性生長節(jié)律適當(dāng)調(diào)節(jié)水庫運(yùn)行水位，保障庫區(qū)生態(tài)條件的可持續(xù)性等，已應(yīng)用于指導(dǎo)水庫運(yùn)行管理實(shí)踐，有效保障了水庫生態(tài)條件良性、可持續(xù)發(fā)展以及水庫供水安全。

2016年12月，上海市另一個(gè)重要水源地金澤水庫建成供水，為上海市包括金山、閔行、奉賢、松江、青浦等西南五區(qū)近670萬人提供生活用水。

2017年，童春富團(tuán)隊(duì)開始在金澤水庫開展包括植被、鳥類、大型底棲動(dòng)物、浮游植物等在內(nèi)的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與分析，開展了金澤水庫水質(zhì)調(diào)控與穩(wěn)定關(guān)鍵技術(shù)的相關(guān)研究，提出了庫區(qū)水生植物營建與管理、浮床種植提升水質(zhì)凈化功能等相應(yīng)的技術(shù)方法和建議，在推進(jìn)庫區(qū)生態(tài)建設(shè)的同時(shí)，積極為水庫的供水安全保駕護(hù)航。

“一泓清泉，用之不覺，失之難存。”華東師范大學(xué)科研人員堅(jiān)持利用生態(tài)優(yōu)勢(shì)，深入挖掘資源稟賦，為水資源的可持續(xù)利用建言獻(xiàn)策，讓源源流淌的碧水流淌進(jìn)千門萬戶，為推動(dòng)上海經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型提供新動(dòng)能。

關(guān)鍵詞： 淡水資源