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每天超1300万立方米的水量，如何安全流入上海人家

三峡小微 · 公众号 · 三峡 · 2025-03-28 18:16

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2025年中国水周的主题是“推动水利高质量发展，保障我国水安全。”

中国人均水资源占有量仅为世界的1/4，全国有近2/3的城市不同程度缺水。其中，上海被列为水质型缺水城市。

上世纪80年代起，上海市水务行业的技术专家们踏上探索优质淡水之路，三峡集团所属三峡上海院先后参与了四大水源地的规划、勘测、设计、建设、监理等工作。

他们认为，高质量的水利工程，在江海更在点滴。

江河纵横中的饮水之困

黄浦江的晨雾中，巨轮穿梭于外滩。

去年年末，上海港成为全球首个年吞吐量超5000万标准箱的港口，连续15年领跑全球。

这座依水而建、因水而兴的超级都市，不仅是我国内地最早海洋生产总值过万亿的城市，也拥有4.6万条河道编织成的密集河网，湖泊总面积为75平方公里。

难以想象，上海市民的日常是“守着江河寻水吃”。

何为水质型缺水？上海有句老话：不缺水，但缺好水。

长江、太湖为上海带来了丰沛的水资源，每年有超过1万亿立方米的过境水，但本地工商业发展叠加上游污染物积累，使得原水水质受影响，形成了饮水供水缺口。

在自来水逐步普及之前，上海居民饮用水一度主要由挑水夫从黄浦江、苏州河及其支流河道取水，部分饮水来自井水。

而本地河网“水质性缺水”特征，叠加城市发展与人口增长，让上海取水口被迫从苏州河迁向黄浦江再及长江，数度改易。

水库则如同一个巨大的“水碗”，通过集中取水、净水、存水，可以优化水资源时空分配，相较于从江河直接取水，更安全稳定。

▲ 上海四大水源地示意图（m³/d：供水单位，立方米每天）三峡上海院制图

然而沪上“水碗”很特殊，面临着海洋的威胁——咸潮入侵。

2022年9月初，长江全流域干旱叠加台风“梅花”影响，上海入海口近海区域形成了98天的咸潮入侵。

很快，以长江口为水源的陈行、东风西沙、青草沙三座水库相继检测出远超国标数倍的氯离子，水闸被迫关闭，水库的水只出不进，水位持续下降，而闭闸时间远超几座水库设计标准。

“青草沙水库这个‘水碗’承担全市70%以上的供水。”即便过了两年半，三峡上海院水利项目管理部总工程师李剑的语气中，仍难掩紧迫。

水库供水近1300万人，咸潮何时走？淡水去哪找？存水如何分？

30天，10套应急方案，3大水源系统精准切换——这是三峡上海院原水保供团队给出的回答。

早在咸潮入侵之前，三峡上海院原水保供团队带头人吴彩娥就已提前关注到问题，带队下现场、取数据、迅疾联系水务各管理方，针对咸潮趋势、持续时间、调度方案等开展研判。

一次供水安全专题会议前夕，一批技术骨干临时受命，8小时内完成方案编制，凌晨2点提交主办方，为决策提供了及时的技术支撑。

对那年的“黄金周”，三峡上海院生态工程设计研究院副院长蔡丽婧的回忆是“非常急、非常杂、非常赶，但快速拿出可靠可行方案是第一要务”。

团队成员赶往金泽水库及外围水系，踏勘30多平方公里，寻找潜在应急供水点；在青草沙水库，连夜赶制应急疏浚方案，为原水管道留下可用之水。

“抗咸持续百天，须臾不敢放松。团队以小时计的任务量、多线程的工作、讨论至深夜的会议，换来每一滴都达到国家饮用水标准的自来水。”李剑说。

横跨四十年的求水之路

黄浦江，上海的“母亲河”。

作为万里长江的最后一条支流，黄浦江显得过于“纤细”，年径流量只有长江的百分之一，却一度承担了上海原本80%以上的自来水供应。

“从水质和水量上看，黄浦江日渐‘独木难支’，上海开始将视野放到长江，求取优质淡水。”三峡上海院水利项目管理部项目经理盛根明说。

1992年6月，陈行水库建成，结束了百年来上海以黄浦江作为唯一水源的历史。彼时，三峡上海院首次将水力充填技术应用于河口水库筑坝，大大节省了工程投资。

2011年6月，青草沙水库建成通水，更是创造了“江心出平湖”的奇迹。

▲青草沙水库

青草沙水库三面环水，是亚洲最大的江心水库，以5.24亿立方米的蓄水量，托起了上海市1300万人的“水碗”。

1996年，上海市公用事业局牵头完成《上海市长江口青草沙水源地预可行性研究》。

其中，三峡上海院所承担的课题主要摸清了两件事：“水碗”搁在哪儿？能盛多少水？

设计之初，青草沙水库将“蓄淡避咸”作为核心功能之一，因此水库大小取决于咸水入侵时空范围。

为了确定稳定的咸水边界条件，测量人员要乘小船，顶着3月透凉的海风，在离岸100公里的海洋中取水。

盛根明牵头完成咸水入侵研究。在实测数据基础上，他和他的团队建立起数学模型，测算咸潮入侵时青草沙水库闭闸供水量。

“当时全国几乎没有数值仿真软件，公式自己推导，软件自己编。”盛根明回忆，“那时电脑的应用系统还存在录像带里，开机就要几十分钟。”

彼时，电脑属于珍贵资产，盛根明每天要通勤4小时，横穿大半个上海，到高校排队借用。

经过艰辛研究，团队最终得出水库规模可保证68天正常供水的结论。

青草沙水源地规划，经历了全国9个学科的26名院士和专家组成的专家组，长达15年的综合分析和评估。

68天这一关键数据保持至今，并经受了实践验证。

从预可研到建成通水，三峡上海院数十名工程师参与到水深、激流、浪大的水库设计、监检、施工等工作中，以软土地基上长距离江心水力充填筑坝建库，以及多重保护的龙口护底与大型钢框笼抛石平堵截流成套技术等创新，推动着工程开工、龙口合龙、建成通水等重要环节，历经约20年。

2023年，“人民治水·百年功绩”治水工程项目名单公布，青草沙水库光荣入选改革开放和社会主义现代化建设新时期工程、上海市改革开放35年百项经典工程名录。

上世纪80年代恢复建院后，三峡上海院承担起长江口、黄浦江综合整治工作。此后从陈行水库到青草沙水库，从东风西沙水库到金泽水库，40年弹指一挥，一代代三峡“找水人”见证的不仅仅是水库建起，更是生产方式的变革——从沿着芦苇荡、顶着烈日风餐露宿到用遥感设备、无人机“逛”水源地；从抽拉式计算尺、手摇计算机和鸭咀笔绘图，到接入大数据、人工智能加强提升效率。

颗粒度更细的治水之道

2024年，上海市生产总值增长5%，城市经济规模进入了5万亿元以上的新阶段。

然而，不同于高楼港口的昼夜繁忙，安全可靠的水源虽构成了城市发展的基础，但管路深埋地下，其贡献难以被直观感受。

但只要拧开水龙头，人们就自动连入日供水超1300万立方米的庞大系统——1天流出半个西湖。

如此大的水量与小流速叠加，保持一库净水并不容易。

在盛根明的记忆里，过去的水龙头一开，氯气味就飘了出来。

“饮用水的溶解性总固体一般会降到河流的1/10。以前靠自来水厂化学降污，如今我们从水库‘源头’着手净水。”李剑说。

▲金泽水库湖面鸟群

金泽水库，正是长三角地区首个以全面生态理念打造的生态水库。

漫步于水库步道，鸥鸟翔集，野鸭浮波。

而在水面之下，通过入库沉淀区、微纳米充氧系统、生物接触氧化区，工程师设法让水流起来、微生物“活”起来。

“通过鱼控草、鱼控藻及鱼控鱼的动态调控，水库形成了防止水草泛滥、水华暴发，促进形成自适应生态系统整体食物链。我们还改变水下光强及相对水深，为沉水及挺水植物提供适生生境。”三峡上海院长江生态环境工程研究中心（上海）副主任胡伟介绍。

从上空俯瞰，水库由李家荡、乌家荡两处湖荡相连，形如一枚“玉葫芦”，嵌入长三角生态绿色一体化发展示范区。

今年年初，金泽水库纳入长三角首个跨省域水上示范区专项规划，参与重塑“水乡客厅”这一富于江南韵、小镇味与现代风交融的新江南风貌。

在工程师们看来，“人水和谐”不仅要让自然成为供水系统的一部分，更要成为人们生产生活的一部分。

另一方面，数字孪生、人工智能等新型数字化技术，正成为原水保供的“新帮手”。

在三峡上海院水利水电数值仿真实验室，黄天成及其团队正以太湖流域及长江口为底图，搭建水动力数值分析平台，“我们依托自主分析模型，为规划团队提供在线分析工具，为上海及长三角区域水安全的自主、快速、精准决策提供支撑。未来，我们计划通过接入实时感知数据与AI模型，构建更加智能的数字孪生体，提升研究区域内的水动力水环境仿真预演精度”。

直到今天，上海的寻水之路仍在继续。

盛根明记得，40多年前三峡上海院恢复建院，大多数同事都是从全国各地来的大学生，他们徒步几十公里“为上海找水”。

而今，在水利水电数值仿真实验室、太湖流域水科学研究院，年轻的工程师以分秒、毫厘为单位，不断细化治水“颗粒度”。

近日，水利部召开2025年河湖管理工作会议，提出“切实做到‘管好每一条河流’”。高质量发展的水利工程，不仅在于寻江觅海，也在于平视每一滴水。

值总：陈晓英

编辑：高锦涛杨思恒

美编：赵若伊

来源：中国三峡集团官网