随着上海市经济的飞速发展,城市人口逐年增加,城市对水资源的需求及安全保障程度要求日益提高。由于黄浦江上游可供水量有限,水质相对较差且不稳定,而长江淡水资源十分丰富,水体自净能力较强,水质相对稳定,总体符合饮用水水源水质要求,因而,为满足上海市不断增长的供水需求,上海市原水水源地开始逐步由黄浦江向长江河口转移,20世纪90年代在长江口建立了陈行水库,但由于陈行水库库容偏小,供水规模已不能满足特大城市社会经济发展的需要。在长江口江心长兴岛北侧建立青草沙水库,尽快扭转上海市合格饮用水水源严重短缺的局面,改善原水供水水质,提高上海市民的生活质量,就显得尤为重要。
青草沙水库位于长江口南北港分汊口河段,生态环境敏感度高,环境影响因子众多,污染物迁移转化规律以及河势变化与水库工程相互作用十分复杂,在水库工程建设总体布局及水质保障等方面,需要破解咸潮入侵、库区水质保障、水库取水及调度运行方式、河势影响及生态影响等以下相关技术难题。
1)咸潮入侵
河口是陆域淡水与外海咸水交汇的区域,咸潮入侵是河口地区比较常见的自然现象。咸潮入侵在我国长江三角洲和珠江三角洲枯水季节时有发生。例如1978年11月至1979年4月,长江口出现长时段、大范围的咸潮入侵,给上海市工农业生产和居民生活用水造成严重影响。研究表明,长江河口咸潮入侵强弱主要取决于上游径流量和外海潮汐两大影响因素的相互制约,径流量大则咸潮入侵相对较弱,潮汐强则咸潮入侵相对较强。同时,长江河口“三级分汊、四口入海”的平面分布格局,特别是北支咸潮倒灌南支加剧了长江口咸潮入侵规律的复杂性。揭示长江口特别是青草沙水域咸潮入侵规律对青草沙水库可供水量分析、工程规模确定以及运行调度方案研究等,具有十分重要的意义。
2)库区水质保障
湖库富营养化不仅会破坏水体生态环境,危害人体健康,导致水体经济价值下降,严重时可能会导致水源水质恶化。2007年春夏之交,太湖蓝藻暴发,从而导致无锡供水中断,社会影响巨大。根据长江口已建宝钢水库、陈行水库的运行经验来看,由于长江原水营养物质浓度较高,在夏季高温季节库区水体易发生富营养化,甚至有“水华”暴发现象,易导致局部库区水质恶化。如何保证青草沙水库供水水质优良,是青草沙水库建设必须解决的关键技术问题之一。
3)水库取水及调度运行方式(www.xing528.com)
长江口已建的宝钢水库、陈行水库取水方式主要采用泵站取水,运行能耗较大,运行成本较高。应结合工程水域自然条件和水库自身特点,研究青草沙水库科学的取水方式,以有效降低水库运行成本。另外,国内以往水库调度方面的研究主要集中在防洪、减淤和水库兴利等相关领域,河口型水库的避咸、改善水质及节能调度等相关领域研究基本上尚属空白。
4)河势影响
青草沙水库处于多滩、多槽、河势多变的南北港分流口河段,自然河势变化对工程建设的影响及工程实施对上下游河势、周边工程的影响均十分复杂,且水库堤线方案还涉及长江口综合开发整治,河势评估和预测难度较大。
5)生态影响及修复
青草沙水库位于长江口,水文环境复杂,生态问题高度敏感,必须考虑工程建设对生态环境的影响,从生态的角度出发进行水源工程建设,综合采取各项生态环境保护措施,在发挥工程经济效益的同时,改善优化水生态系统,从而实现人与自然和谐相处和社会可持续发展的目的。
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