青草沙

中国长江河口的冲击沙洲
青草沙，是中国长江河口的一个冲积沙洲，位于长兴岛的西北方，属上海市崇明区管辖，原名固定沙，1986年定为现名。
简介
青草沙，是中国长江河口的一个冲积沙洲，位于长兴岛的西北方，属上海崇明县管辖，原名固定沙，1986年定为现名。青草沙拥有大量优质淡水，2006年9月1日，在中国工程院的倡议下，上海市政府决定将青草沙建设成为上海的水源地。青草沙总面积约70平方公里，位于长江口长兴岛以北，年均径流总量为4896亿立方米，是黄浦江的49倍。青草沙水源地位于长江口江心部位，不受陆域排污的干扰，水体水质属于一类至二类。水量丰富、水质优良，使青草沙成为上海市难得的优良水源地和城市供水的战略储备。
水库概况
10个西湖
青草沙水源地工程将在长江口南支北港江心，通过建设标高8.5米、总长43公里的大堤，圈围60平方公里的水面，形成我国目前最大的江心水库。这个江心水库究竟有多大？上海青草沙原水工程有限公司总经理陆晓如形象地说：“应该不会小于10个杭州西湖。”青草沙水库庞大的体积，其本身就具有建设难点，其位于的长江入海口，陈吉余曾感慨“研究了一辈子仍未完全摸清楚脾气”。专家认为，在如此复杂的河势下建水库，难度堪比三峡水库。
719万立方米
青草沙水库建成后，最大有效库容达5.53亿立方米，设计有效库容为4.35亿立方米。2010年供水规模达719万立方米/天，而黄浦江总的设计供水能力为500万立方米/天。供水范围为杨浦、虹口等上海10个行政区全部区域及宝山、普陀等5个行政区部分地区，受益人口超过1000万人，其规模占全市原水供应总规模的50%以上。
68天
根据观测，1994年以来，青草沙水域因干旱或咸潮入侵等自然灾害，连续不能取水天数一般一年不超过15天，最多时为38天。水库建成后，正常运行期间，水位一般在3米左右，有效蓄水量不少于3.87亿立方米，按2010年预计达到的供水规模719万立方米/天算，可保证连续50天不取水情况下的正常供水，足以抵御发生在长江口的自然灾害或突发性污染事故。如果按水库最大有效库容5.53亿立方米算，即使每天供水950万立方米，也能确保至少连续68天供应合格淡水。
9米/秒
2009年，青草沙水库实现了龙口合龙。国内多名权威专家经数十次讨论。河海大学模型试验数据表明，当龙口合龙时，在最不利的水文、风力等施工条件下，龙口水流的瞬时流速可达9米/秒，常规的水利工程，在流速3米/秒的水流中施工是较为常规的，三峡水库大坝合龙时的瞬时流速也才7米/秒。
水库历史
无意插柳“青草沙”
1990年那场高温
“干净水源何处寻，长江河口江中求。”86岁的著名河口海岸学家、中科院院士陈吉余至今记得，1991年，任职华东师范大学水资源研究组的他，最早提出了取水长江河口的论证报告。
促成陈教授这一提议的，是一场高温。1990年7月，上海刚入夏便遭遇连续高温，全市自来水日供水突破470万吨，创历史最高纪录。而且，黄浦江上游来水日趋枯竭，导致中下游污水上涌，自来水水质下降，部分地区居民反映自来水带有臭味。上海不得不求助苏浙两省，从太湖开闸放水，但因下泄流量有限，对各水厂取水口水质的改善并不明显，成为上海水源紧缺的一个警告。
青草沙原水工程有限公司总工程师顾玉亮告诉记者，其时，上海自来水取水口已历经变迁，从最初的苏州河，到黄浦江中下游段，再到黄浦江上游临江段。但随着经济快速发展，黄浦江已不堪重负，每年的“黑臭期”呈增长趋势。同时，上游太湖水质也开始出现富营养化，上海饮用水的源头同样受到被污染的威胁。根据当时的报道，为了保证自来水的质量，水厂不得不采用重氯消毒杀菌，比过去的投放量要多4倍。
干净水源何处寻？顾玉亮介绍，上海中心城区供水系统水源不外乎有三：黄浦江、地下水、长江。地下深井水水质较好，但取水过多将影响城市地表沉降，而且，黄浦江水质为Ⅲ类到V类水，长江为II类水。
1991年，在市科协高级专家顾问委员会召开的“引长江水缓解上海供水的多种构想预可行性评议会”，包括陈吉余在内的数位专家都提出，到长江河口取水，这引起了当时主管城市建设和管理的副市长倪天增的注意。会后，在高顾委及各方面有识之士的呼吁下，河口江心筑水库的预可行性研究正式立题。
取水口瞄准江心
引长江水，岸边也可以，为何要跑到江心呢？
当时，宝钢已在长江岸边引水，陈行水库也已获批准，正在建设，但库容只能供应40万吨。如果另觅新址建库，就需要一段江岸和一个较宽的滩地。但从宝山区大陆岸线而言，已无可建的岸线。在浦东江岸，岸线也所剩无几。即使见缝插针建库，很有可能遭遇上游污水排放的问题。
上海边滩几无可用之地。怎么办？专家们提出到江心滩去筑库蓄水。既可取得优质水源，又有大片潮滩和潮汐通道可用。再考虑路程、管线和工程便利，长江三岛中距市区最近的长兴岛进入人们的视线。
两千年前，长江口从镇江、扬州入海，历经变迁，，在长江口外伸过程中，潮涨潮落间，长江从上游挟带来的大量泥沙在河口附近形成沙洲和河坝，长兴岛是其中一个，它在清朝咸丰年间成岛，古称鸭窝沙，周围还有几个小沙岛：中央沙、青草沙、瑞丰沙等。仔细勘察此地地形，青草沙滩面较高，和长兴岛西端伸出沙嘴形成的高滩，遥相对峙。两者之间另有一马蹄形心滩，与青草沙、长兴岛三者围成一半封闭式水域，形势天成，易于施工，是建造水库的理想地点。
“青草沙这个名字是怎么来的？”记者问当年参与青草沙水源地论证的顾玉亮。“这个名字，大概是当年进行围垦研究的工程人员取的。”顾玉亮告诉记者，，相关部门曾考虑过把青草沙围涂造田，没想到有心栽花花不开，无意插柳柳成荫，围涂造田变成了筑坝建水库。
摸清咸潮规律
2005年12月，市水务局组织国内9个相关学科的26位资深专家对青草沙水源地方案进行了评估论证。2006年1月20日，“扩大长江水资源开发，利用青草沙水源地……”被正式列入《上海市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》。
从江心筑水库的设想提出到列入规划，青草沙水域的实测观察和基础性研究，进行了十多年。
“最关键的突破，是我们把这一带水域的咸潮规律摸清楚了。”顾玉亮告诉记者。所谓咸潮，是指海洋的高盐水团随潮汐向上推进，造成上游河道水体变咸。咸潮期间的水自然是不能喝的，因此咸潮持续的天数，以及能否避咸取淡，是决定青草沙能否建水库的关键。而整个长江河口三级分汊，四口入海的格局，又使江水的咸潮来去非常复杂，难以琢磨。
“之前我们研究咸潮，用的都是人工观测法，一条船在江里呆半个月，拿到一批数据，但怎么说明一年、十年甚至更长时期的情况？”顾玉亮说。1994年，上海在青草沙设立了第一座氯化物自动观测站———青草沙咸度站，到2005年，在长江口关键水域共布设了15座观测站。先后积累了上百万个盐度和水文水质原始数据。
研究表明，在咸潮入侵期，青草沙水域处于相对低盐度区，水库取水口选址北港上游，可供水量巨大，这保证了在咸潮来临之前，水库能有充足的时间储够足够的淡水。另外，青草沙以南的长江口中泓主流还是一个天然屏障，能够阻隔上海城市污水向北扩散，这客观上减轻了水库在枯水期或咸潮来临时蓄水的负担。陈吉余院士认为，就算万一出现连续不能取用合格水的天数超过预期，也能以黄浦江淡水解不时之需，两手准备，当无匮乏之虑。
意义
青草沙的开发适逢城市“水危机”：按现有供水规模，到2010年上海将每天缺水470万立方米。而且，上海被列为全国36个水质型缺水城市之一，更是联合国预测21世纪饮用水缺乏的世界六大城市之一。
青草沙由此被寄予厚望：其所处的长江水量充沛，占上海过境水资源总量的98.8%，水质在I类至II类，，每天可供水719万立方米，拥有第三个水源地，一举弥补用水缺口。
原水工程
建设必要性
随着城市发展和生活水平提高，现有的原水取水规模仍远远不能满足上海市的用水需求，据预测， 2020年上海市供水总规模为1418m3/d，原水供应量存在较大缺口。
其中黄浦江约占81%。由于黄浦江上游可供水量有限，且受到上游和沿岸污染的影响，水质相对较差且具有不稳定性，黄浦江上游水源已部分不符合饮用水取水标准；而陈行水库避咸蓄淡水库库容偏小，抗咸能力低下，供水规模已不能满足城市社会经济需要。上世纪九十年代初本市有关专家提出“关于青草沙作为水库开发的建议”后，经过十几年来的论证和研究。
因此，从改善原水供水水质、提高上海市民的生活质量的需求，尽快扭转上海市合格饮用水水源严重短缺的局面来看，青草沙水源原水工程建设十分必要而迫切。
项目概况
青草沙水源地位于长江口南北港分流口下方，长兴岛北侧和西侧的中央沙、青草沙以及北小泓、东北小泓等水域范围。
青草沙水源地原水工程由青草沙水库及取输水泵闸工程、长江过江管工程、输水管线及增压泵站工程三部分组成，供水总规模为719万m/d。
青草沙水源地原水工程计划于2006年9月开工建设，2010年4月世博会召开以前投入运行。
（1）青草沙水库及取输水泵闸工程
青草沙水库及取输水泵闸工程主要由青草沙水库、取水泵闸（包括上游泵闸和下游水闸）以及输水泵站等工程组成，水库总面积约67.2km，有效库容5.46亿m，取水泵站规模为170m/s。
（2）长江过江管工程
长江过江管拟建于上海长江隧道下游约80m处，平行于长江隧道，穿越长江南港，至上海陆域五号沟登陆点。浦东侧越江点在五号沟，长兴岛越江点在新开河附近。过江管采用2根φ5500圆形隧道，单根长度约7.77km，输水规模为708万m/d。
（3）输水管线及增压泵站工程
输水管线方案包括岛域输水管线和陆域输水管线两部分。
增压泵站工程包括新建“五号沟泵站、龙东大道泵站和南汇泵站”以及黄浦江上游引水工程设施利用和改造（严桥泵站改造、临江泵站改造、曹行分支点闸门井、长桥提升泵房改造等）等部分。