青草沙水源地水质变化与预测分析

采用水质数学模型预测青草沙水库建设对长江口水质浓度场的影响，并对青草沙水源地水质变化趋势进行分析。水质数学模型模拟的水质过程如图4-5所示。

图4-5 水质模型水质过程示意图

水质模拟计算分析表明：

（1）水库工程的实施对长江口常规污染物的浓度分布和附近敏感水域的水质影响不大。

（2）上海市三大市政排污口按照规划设计标准达标处理，其尾水排放不会对长江口水质产生明显污染影响，不会影响青草沙水源地的供水要求。

（3）崇明规划污水处理厂尾水排放执行《城镇生活污水处理厂污染物排放标准》二级标准，不会对青草沙水源地水质产生污染影响。

（4）黄浦江排水的水质影响范围仅限于浦东新区沿岸水域和南槽附近水域，不会影响青草沙水库以北的北港水域。

（5）长江口水质总体上受制于徐六泾断面以上来水水质，随着长江口上游地区对城市污水处理能力和规模的不断加大，十多年来，青草沙水域水质未发生质的变化，水质良好稳定。同时，由于上游城市和地区都将长江水作为生活和生产用水的水源地，对长江水体水质都有较高要求，因此近年来长江流域和沿江城市也在不断加大对城市污水和水环境治理的力度，以改善长江水环境质量。因此，在环境治理措施不断加强，入江污染物浓度和量持续降低的情况下，长江来水可在保持目前水质良好的基础上，逐渐有所改善。

（6）从水质敏感性分析来看，若长江来水总体水质恶化20％，青草沙水域的水质将受到一定程度的影响。主要表现为：洪季水文条件下，取水口附近水域BOD5、DO、NH3-N平均浓度能满足Ⅱ类水标准，硝酸盐满足集中式生活饮用水地表水源地标准；但在枯季水文条件下，青草沙水域NH3-N、TP将超过Ⅱ类水标准，但仍满足Ⅲ类水标准，优于黄浦江上游水源地水质。由于长江口水体稀释和自净能力强，即使长江来水总体水质恶化20％，青草沙水源地也可基本满足城市水源地的水质要求。

但青草沙水源地作为上海市未来最重要的水源地，为了保障和提高水源地水环境质量，需要进一步加强上游和沿岸污染源的治理，降低上游来水的污染物负荷，改善上游来水水质。

青草沙库区水体经泥沙沉淀和水库的自净作用，水质较取水口水质会进一步提高。(www.xing528.com)

江水引入库后，潮汐作用减弱，流速迅速减少，泥沙沉降，库区水流停留时间增加，在泥沙吸附沉积和自净作用下，水质进一步改善。目前的研究表明：长江水体中大部分污染物都被吸附在泥沙和胶体颗粒上，长江口的泥沙在有机质污染物和重金属的物理迁移、化学形态以及它们的生物学归宿方面都起重要作用。重金属和有机物受泥沙等悬浮物颗粒吸附而附着在颗粒表面，随着泥沙一起沉降，可以有效降低水库中污染物的浓度。

青草沙水域氮主要以溶解态形式存在，磷主要以颗粒态形式存在，江水入库后，磷将大部分随泥沙沉降从水体中去除，有利于降低TP浓度，减轻水库富营养化程度，使水库水质进一步得到提高。

根据陈行水库的实测资料，经过避咸蓄淡、水库自净等作用，长江原水在水库中停留一段时间后，经过泥沙沉降和水库自净作用，出库时的各项水质指标均有不同程度的改善。陈行水库取水口水质总体上符合Ⅱ～Ⅲ类水质标准，而出水口水质除高锰酸盐指数、氨氮和总磷年平均值为Ⅱ类外，其余指标全部达到Ⅰ类水质标准。

水库运行一段时期后，泥沙沉降所产生的底泥氮磷释放使库区的TN、TP浓度略有增加（相对值＜2％），叶绿素a夏季均值基本保持不变，不会改变水体的整体营养化水平。

据此，结合取水口水质状况可以表明：经过泥沙沉降和水库自净作用，青草沙库内水质将得到进一步提高，主要指标可满足饮用水水质要求的Ⅰ～Ⅱ类水质标准。

根据青草沙水库东西长、中间宽的纺锤形库形特征，采用了上下游水闸联动、泵闸联合运行的调度方案，可遏制非咸潮期库区大面积发生“水华”。非咸潮期，当库外水位高于库内水位时，上游水闸开闸引水，反之关闸挡水；下游水闸则在库内水位高于库外水位时开闸排水，反之关闸挡水；而输水泵闸连续供水。该水库调度运行方式，有效提高了水库水体换水率。

根据非咸潮期5—9月水闸调度运行方案，选取能基本反映非咸潮期水闸运行平均水文条件的汛期平均潮型作为计算水文条件，受水区域供水规模为719万m3／d，相应原水输送综合损失率为7％，采用水动力数学模型分析前述调度方案条件下水库水体水质点运动变化情况。

表4-5为上游闸下水质点运动历时情况统计表，从表中可以看出，从下游闸运动出库的水质点的百分比均在70％以上，从输水泵闸运动的水质点的百分比在30％以下，表明从上游闸的进水大部分由下游闸流出。水质点进出平均运动时间在20d之内，符合水库藻类预防控制技术研究中提出的防治水体富营养化水库平均水体停留时间小于20d的要求。

表4-5 上游闸下水质点运动历时情况统计表