上海环境科学集：长江口青草沙水库

青草沙水源地位于长江口南北港分流口下方，包括长兴岛西侧和北侧的中央沙、青草沙以及北小泓、东北小泓等水域范围，水库现状供水规模达到450×104m3/d，规划原水供应能力719×104m3/d，供水范围包括上海市中心城区和浦东新区。青草沙水库来水取自长江，取水口水质较优，常规水质指标全面达到饮用水标准，满足饮用水源地要求，因此，位于河口地区的青草沙水库主要面临咸潮入侵、藻华防控以及突发性环境事故带来的水质安全风险。

3.2.1　咸潮入侵要求

咸潮入侵是长江口水源地开发的最大制约因素，影响长江南支水源地含氯度变化有3个咸潮入侵源，即北支咸潮倒灌、南港和北港咸潮入侵，其中北支咸潮倒灌是青草沙水源地咸潮入侵的主要来源。

朱建荣等[39]利用三维流场-盐度场耦合模型对长江口青草沙水库咸潮入侵进行了研究，计算分析了长江口的盐水入侵和水库的最长连续不宜取水天数。根据最长连续不宜取水天数计算模型相关研究结果，结合青草沙附近吴淞站及高桥站氯度观测资料统计和时空变化规律，确定在95%取水保证率条件下（对应典型年为1978年冬至1979年春），咸潮期青草沙水源地咸潮入侵最大连续不可取水天数为68 d。

3.2.2　藻华防控要求

青草沙水库藻类生长同样不受光照和营养盐限制，根据式（5）和式（6）可以计算出防止水库藻类水华爆发的最大水力停留时间。

根据长江口青草沙水域浮游植物的调查结果，叶绿素a的分布范围为0.54～2.59 mg/m3，平均约1.0 mg/m3。浮游植物平均总数量为4个/mL，共鉴定出浮游植物43种，其中硅藻占79%、绿藻占14%、蓝藻占7%。

不同水温下藻类生物量与水库水力停留时间的关系曲线见图4，以15 000个/mL作为藻类水华安全预警值，可以得到水温在25℃、20℃时，防止青草沙水库水体发生水华的最大水力停留时间分别为15 d、25 d。

长江口非咸潮期（5-9月）的平均气温为18～28℃，青草沙水库的水体停留时间应控制在15～25 d。水库的实际水体停留时间大于上述最佳水体停留时间并不意味着水库一定发生水华，但满足最佳水体停留时间的保证率应不小于80%[40-41]。(https://www.xing528.com)

防止藻类过度繁殖的水库合理停留时间：为满足非咸潮期（每年5-9月）防治青草沙水库发生水体富营养化的要求，水库的平均水体停留时间应控制在15～25 d。在夏季温度较高（＞25℃）时水库水体停留时间不宜多于15～25 d。

3.2.3　环境风险防控要求

建立长江口三维水动力模型和溢油（化学品）输移扩散模型[42]，模拟预测青草沙水库取水口附近河段发生溢油/化学品泄漏事故的影响程度和范围，确定青草沙水源库的最大不可取水天数。

图4　青草沙水源库藻类数量与水力停留时间的关系

设计最不利典型油品（燃料油100 t）和化学品（苯乙烯和二氯乙烷各10 t）的泄漏方案，分别对夏季和冬季典型水文气象条件油品和化学品泄漏事故进行模拟，模拟结果显示，长江口发生突发性污染泄漏事故时，在特枯水文和不利潮汛条件下，污染团影响水源库取水口的最长时间可达7 d。

综合咸潮入侵、藻华防控以及环境风险防控的要求，提出了保障青草沙水源库水质安全的水力停留时间，非咸潮期（每年5-9月）水库的平均水体停留时间应控制在15～25 d，夏季水库水体停留时间不宜多于15～20 d。咸潮期停留时间应不小于咸潮入侵最大连续不可取水天数68 d。