徐心成 科技日報記者 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”，今年的活動主題為“推進地下水超采綜合治理復蘇河湖生態(tài)環(huán)境”。

為了江水綠如藍，幾十年來，華東師大科研人員扎根河口，服務上海，開展了大量現(xiàn)場觀測、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，用實際行動講述“人不負青山，青山定不負人”的動人故事。

開源淡水：“可就近在邊灘建設水庫”

在河口建設水庫，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空變化規(guī)律、動力過程和機制，在此基礎上科學選擇水庫場址、設計水庫庫容、數(shù)值預報鹽水入侵，保障取水安全。

上世紀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，鹽度標準遠低于飲用水鹽度標準。因長江河口存在鹽水入侵，原計劃從淀山湖引水，但距離遠、投資大。

針對這一問題，華東師范大學河口海岸科學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，建立模型并給出對策：可就近在邊灘建設水庫。

沈煥庭團隊首次對影響長江口鹽水入侵的因素、鹽水入侵對生活、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報方法等進行了較全面系統(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。

精準鹽度：為水庫庫容設計提供關(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西沙水庫。青草沙水庫源于20世紀90年代華東師范大學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”設想，并經(jīng)過十多年的長期科學論證，確定了在長興島的青草沙建設江心洲水庫的方案。

陳吉余教授野外調(diào)查現(xiàn)場。采訪對象供圖

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，在建設世界級崇明生態(tài)島中起著重要的作用。

水庫籌建期間，華東師范大學河口海岸學國家重點實驗室朱建榮教授研究組以徑流量特枯的1978-1979年作為水文計算年，模擬出了青草沙和東風西沙水庫取水口鹽度隨時間變化過程，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。

這個水庫庫容設計的關(guān)鍵參數(shù)，在水庫建設中被采用，為水庫建設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數(shù)值預報系統(tǒng)，提前預報鹽水入侵，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)境條件得天獨厚。

從2013年開始，華東師范大學河口海岸學國家重點實驗室童春富副研究員帶領研究團隊，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、大型土壤動物、鳥類、土壤種子庫等的生態(tài)特征及其變化趨勢，其研究提出的意見和建議，包括收割有利于促進蘆葦?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)植被最佳收割時機；根據(jù)植物季節(jié)性生長節(jié)律適當調(diào)節(jié)水庫運行水位，保障庫區(qū)生態(tài)條件的可持續(xù)性等，已應用于指導水庫運行管理實踐，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，童春富團隊開始在金澤水庫開展包括植被、鳥類、大型底棲動物、浮游植物等在內(nèi)的系統(tǒng)監(jiān)測與分析，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)凈化功能等相應的技術(shù)方法和建議，在推進庫區(qū)生態(tài)建設的同時，積極為水庫的供水安全保駕護航。

“一泓清泉，用之不覺，失之難存。”華東師范大學科研人員堅持利用生態(tài)優(yōu)勢，深入挖掘資源稟賦，為水資源的可持續(xù)利用建言獻策，讓源源流淌的碧水流淌進千門萬戶，為推動上海經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型提供新動能。

關(guān)鍵詞： 淡水資源