揭秘上海“找”水背後的科研英雄

　　原標題：吃水不忘挖井人 揭秘上海“找”水背後的科研英雄

　　

　　圖為6月5日航拍的上海青草沙水庫。新華網梁鴻儒 攝

　　新華網上海6月15日電（梁鴻儒） 民擇水而棲居，水澤萬物而長。上海，地處江海交匯之濱，黃浦江穿城而過，長江繞城而入海。上海不缺水，但缺好水。

　　2011年6月，承擔全上海1300萬人飲水重任的青草沙水庫全面建成通水。2016年12月29日，黃浦江上游水源地金澤水庫通水切換成功。至此，上海的原水供應一舉“切換”到“兩江（長江、黃浦江）並舉、多源互補”的新戰略格局中，上海百年現代供水文明迎來里程碑。

　　吃水不忘挖井人。從陳行水庫，青草沙水庫、東風西沙水庫，一直到金澤水庫，一座座依水而起的水源地，讓上海市民飲用清潔水的夢想從藍圖變為現實，這背後卻飽含著無數科研施工團隊數十載的不懈努力。

　　中國三峽上海院就是其中一隻隊伍。從上世紀80年代起，上海院就積極開展長江口、黃浦江等綜合治理規劃研究，為長江口和黃浦江整治開發與保護提供了指導性依據，而上海四大水源地的建成背後更是少不了他們的身影。日前，新華網對上海四大水源地進行了走訪，探索中國三峽上海院與上海“找水”的不解之緣。

　　

　　圖為6月5日航拍的上海青草沙水庫一景。新華網梁鴻儒 攝

　　跳出浦江 長江口建水庫明珠

　　仲夏時節，長興島青草沙水庫西緣，天空湛藍如洗，挂著幾縷絮狀的白雲。微風輕拂，庫區內一米多高的蘆葦隨風翻滾，泛起一波波綠色的漣漪。抬眼遠眺，蜿蜒巍峨的長江隧橋架設在崇明和長興兩島之間，橋的下方，一圈堤壩圍起長江一部分，堤外是滾滾長江的開闊江面，堤內則江水幽藍，清波盪漾，與堤壩外泥色的江水形成了鮮明的對比。

　　以水為伴，沿江而居的上海人很難想像，改革開放之前的上海基本以黃浦江作為單一原水水源。據上海自來水博物館資料記載，蘇州河和黃浦江市區段是上海最早的水源地，先是蘇州河水質日趨惡化，上海水源取水口被迫遷至黃浦江軍工路附近；1978年，取水口又被迫溯流而上；1987年７月，取水口再一次移到黃浦江上游臨江段；1998年7月，二期工程又將取水口上遷到了黃浦江上游的松浦大橋附近水域。為了保證自來水的品質，水廠不得不採用重氯消毒殺菌，投放量甚至達到了過去的4倍。

　　一方面，單靠黃浦江無法完成上海飲用水水質的突破。另一方面，隨著城市發展和生活水準提高，上海市原水供應缺口也日益顯現。因此，跳出黃浦江，再尋一片“凈水”，被提上日程，長江水由此進入上海視野。

　　前身為“上海水力發電勘測設計局”的中國三峽上海院，幾乎全程參與了上海“四大水源地”的建設。從上世紀90年代起，該院就參與了青草沙水庫的規劃、科研、設計、監檢測和監理等工作，並作為牽頭設計單位承擔了青草沙水庫的設計工作。此後又見證青草沙水庫工程開工、龍口合龍、閘門開啟，一直到建成通水，前後歷經二十載。

　　説起青草沙，長期從事水源地論證設計工作的中國三峽上海院院長石小強如數家珍。他説，1987年，上海市科委對“長江——上海城市供水第二水源規劃方案研究”進行立項後提出了“圈水可行”的建議，這播下了青草沙圈水的第一顆科學種子。

　　此後，來自全國9個學科的26名院士和專家組成的專家組，對青草沙水源地的安全性、穩定性、可靠性、可操作性等各個方面作了長達15年的綜合分析和評估。2006年，上海市最終作出決策，擴大長江水資源開發利用，建設青草沙水源地，並將其正式寫入上海“十一五”發展規劃。

　　2011年，青草沙水庫成功建成通水，宛如一顆水上明珠鑲嵌在長江口。水庫總長48公里的大堤所圍起來的水面近70平方公里，相當於10個杭州西湖，其5.24億立方米的蓄水量，足以保證連續68天的正常供水。

　　

　　青草沙水庫主龍口合攏航拍圖。資料圖 新華網發

　　河口江心建庫 大壩合攏成難題

　　在河口江心建設大型水庫，世界並無先例。青草沙水庫所在的長江口區域自然環境十分複雜，水庫設計、施工難度很大，工程建設的技術含量極高。中國三峽上海院總工程師陸忠民告訴新華網，青草沙的創新是“獨一無二”的，也正是因此，青草沙工程已創造了多個“世界工程之最”。

　　難在哪？陸忠民説，青草沙水源地原水工程由青草沙水庫及取輸水泵閘工程、長江原水輸水隧道工程、陸域輸水管線及增壓泵站工程組成。其中青草沙水庫建設的關鍵節點是堤壩主龍口截流合攏。

　　“那個時候，這江面上滿滿的都是運石料的船啊！”提起這一幕，站在水庫堤壩上的陸忠民望向遠處，心潮澎湃，又滿目回憶。他説，為了確保龍口截流成功，設計人員進行了深入研究和技術創新，創造性地提出了先型鋼框籠安放，再框籠內拋石平堵截流，後袋裝沙棱體閉氣的合龍工藝。

　　2008年12月13日，單體重達21噸的型鋼框籠開始安放；26日淩晨，最後一個型鋼框籠準確就位，總計77個型鋼框籠順利安放完畢；31日下午，近30艘施工船舶開始拋石截流，2009年元月2日晚，6萬多方石料準確拋入先期已安放就位的框籠中，寬達800 m的主龍口全線拋石至標高3.5米，實現了全線截流，為今後同類工程建設提供了寶貴的經驗。

　　“長江水引入青草沙水庫後，流速會變得十分緩慢，江水中攜帶的泥沙會自然沉降，從江水入庫開始減速到原水取水口長達20公里，有足夠的距離使江水泥沙沉澱變清。”陸忠民説，水面積達70平方公里的青草沙水庫，水體自凈能力強，水質相對比較穩定。

　　“避鹹蓄淡、避污納清、泵閘聯動、水庫自凈”，這一獨具匠心的水庫總體設計理念，中國三峽上海院圍繞青草沙水庫開展多項創新，也創造了水利史上的高科技精品工程。2014年10月，上海院《長江口江心大型避鹹蓄淡水庫建設關鍵技術研究與應用》榮獲大禹水利科學技術一等獎。2015年5月，青草沙水庫及取輸水泵閘工程初步設計概算文件榮獲 “第四屆優秀工程造價成果”一等獎，這也是全國造價行業領域的專項最高獎項。

　　

　　圖為金澤水庫航拍。新華網發

　　創新傳承 打造首個生態概念水源地

　　如果説青草沙水庫在設計上力求“保質保量”，那麼在此之後上海水源地的設計理念更是不斷更新變化，綠色生態理念躍然紙上。

　　以黃浦江上游金澤水庫為例。水庫的造型酷似“葫蘆”，它是利用金澤鎮李家蕩、烏家蕩兩個天然湖蕩構建，庫內布設沉水、挺水植物帶，庫岸採用生態石籠護砌等，構建生態水庫並最大程度降低對周邊環境影響，是長三角地區首個以全面生態理念打造的生態水庫。

　　“對上海來説，建生態水庫是全新課題，在黃浦江上游水源地建生態水庫亦未有先例。” 中國三峽上海院項目經理吳彩娥告訴新華網，通過科研立項，上海院技術人員幾乎從零起步，歷經了無數個不眠之夜，攻克了一個個技術難關，為上海定制生態水庫的圖景。

　　“金澤水庫依託庫區水動力條件優化、水生態系統構建、水質提升措施等，形成物種豐富、結構完整、功能穩定的水庫生態系統。”吳彩娥説，綠色生態水源地的建設儘量就地取材、因地制宜，節能降耗，減少對周邊區域的人為干預，同時保證水質安全。

　　據介紹，金澤水庫採用自流引水入庫，李家蕩、烏家蕩兩個主庫區間根據不同功能保持著兩米高度差，降低了能耗。水庫從太浦河引水，一路設置多重保障。進口設置攔污清污設施，引水河道設置入庫沉澱區、微納米充氧系統、生物接觸氧化區、挺水植物帶，構建水體與微生物充分接觸的有效空間，達到混合增氧、強化凈化的作用。

　　同時，金澤水庫創造性的把水庫堤壩設計為生態坡堤，在保證凈化水質的前提下，還十分注重庫區濕地和建築物的生態景觀設計。漫步水庫週邊，河堤上砌有淡灰色的透水磚，幾乎與河岸融為一體。這與青浦特色水鄉建設相協調，令庫區成為一處新的環境優美的人文景觀。

　　值得一提的是，為了保護原有湖蕩底部的表土資源，金澤水庫的建設過程中實施了表土剝離工作，這在上海市的重大工程建設中尚屬首次。剝離的表土相當於為青浦再造了3000多畝良田。

　　吳彩娥説，金澤水庫只是一個摸索，但可以預見，在河網密布、地勢低平的長三角流域，隨著公眾對環境友好的追求越來越高，這種生態水庫的設計理念將有廣闊的發展前景。

　　

　　圖為位於虹口區逸仙路388號的中國三峽上海院外景。資料圖 新華網發

　　成立六十余載 一部水電建設發展史

　　活水潺潺流動，城市靈氣昇華。回眸中國三峽上海院的發展，幾乎處處離不開水。而隨著上海院的發展，其從傳統水利水電工程領域逐步向工民建、市政、新能源、環保工程領域拓展，在國家水利、水電建設發展史上書寫了濃墨重彩的篇章。

　　石小強表示，60餘年風雨歷程，上海院業務範圍遍及國內大部分省（自治區、直轄市）及海外20余個國家、地區，先後承擔了40余座大中型水電工程的規劃勘測設計，國內10余個省市的風電場設計，長江口綜合開發整治規劃，太湖流域和黃浦江綜合治理規劃，水源地工程設計及大量的水利樞紐工程設計以及太湖流域水源地保護、水生態修復和水環境治理的規劃和工程設計任務，創造了一個個工程設計第一：

　　——國內第一座自行設計和自製設備的大型水電站：新安江水電站

　　——國內第一座“單庫雙向”式潮汐電站：浙江江廈潮汐電站

　　——遠東地區首座220kV地下變電站：上海人民廣場地下變電站

　　——國內第一座“單庫雙向”式潮汐電站：浙江江廈潮汐電站

　　——國際首創具有有限自由度的單鉸懸挂擋潮閘閘門：上海蘇州河吳淞路閘橋

　　——罕見的軌道交通地下洞室透水事故處理工程：上海軌道交通4#線江中段修復工程

　　——亞洲第一座海上風電場：上海東海大橋海上風電場

　　——世界最大的邊灘水庫，國內潮汐河口地區最大的蓄淡避鹹水庫：上海青草沙水庫及取輸水泵閘工程

　　——國內最大的源水凈化工程：鹽城市區飲用水源生態凈化工程（鹽龍湖）

　　這些工程先後榮獲國家及省部級以上獎項300余項，獲得專利100多件，近年來，上海院還承擔了國家自然科學基金、國家高科技攻關計劃863項目、國家科技重大專項、上海市創新行動計劃等數十項省部級以上科研項目。

　　石小強表示，上海院經歷了由兩部共管轉為水利部直屬，由直屬水利部轉為直屬上海市，再到重組改制進入三峽集團，使上海院走上了更為廣闊的新征程。展望未來，中國三峽上海院將立足上海，以創新設計為引領，依託集團品牌和平臺優勢，為上海市水源地後續建設、太湖流域及長江口新一輪規劃設計提供技術保障；為構建城市綠色低碳生態環境、提升水環境品質建設提供全面服務；為上海建設卓越的全球城市，令人嚮往的創新之城、人文之城、生態之城貢獻力量。