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乾爱国:根治长江口咸潮,“崇明岛鱼嘴”分流工程的实施建议

【编者按“没有最好,只有更好”,是本公众号创办的座右铭,也是奋斗的目标。长期以来,我们始终把推文质量、品质放在第一位,精挑细选。本着百花齐放,百家争鸣,出于为公众传播有益资讯信息之宗旨,为更好地丰富平台内容与专业水平,力求打造水利行业精品公众号平台之精神,【水利天下】开办【百家论水】专栏,专栏集各位专家智慧,进行热点解读、独到见解、沙龙研讨、案例或经验总结、分析等原创分享。本期为第515期,分享人(作者)是乾爱国老师,本文经分享人(作者)授权同意本平台发布,文章纯系作者个人观点,不代表栏目平台观点,文责自负让我们一起致敬分享者并与诸位分享、交流,欢迎各位文末留言。

原标题:《关于尽快开展建设简明和谐的“崇明岛鱼嘴”分流工程,确保上海规避咸潮灾害、供水能力跳档升级的建议

当今全球气候急剧变暖,极端暴雨、洪水、干旱频发强发。
2022年,为迎战极端干旱导致的长江口历史罕见的咸潮入侵,水利部紧急实施了抗咸潮保供水专项行动,调度三峡水库远程向长江口补水,加大引江济太力度,打通太湖-河网-水库通道,才有力保障了上海供水安全。
国务院总理李强亲历了2022年上海因咸潮引起的供水危机,一直深切关注上海的供水安全。今年长江中下游又遇干旱,太湖流域管理局受国家发改委委派,开启了上海市第三水源的专项论证工作,目标是在长江与太湖流域之外,为上海寻找万无一失的第三水源配备。
长江口北支咸潮及其倒灌南支, 是使得长江口咸潮入侵影响超级扩张、放大的根源。本建议提出的建设上海“崇明岛鱼嘴”分流工程、以根治 长江口北支咸潮及其倒灌南支 的简易工程措施 , 有如画龙点睛,简明、和谐、高效,可使得上海市的供水安全保障能力跳档升级、焕然一新,堪称现代“都江堰”工程。
在此,恳请住建部能尽早将此建议报至上海市政府、国家发改委、国务院,尽快落地实施。
建议人所在中国水利水电科学研究院的研究团队期待能尽快获得专项研究基金,联合中国城市规划设计研究院的相关团队,将相关建议方案做细、做实。

1、建设意义
长江口北支咸潮及其倒灌南支,是 产生 长江口 不该有的额外 咸潮的根源 , 使得 本来优质淡水资源丰厚的长江口反而走向贫瘠。
2022年,遭遇历史最大咸潮灾害的长江口, 最后 在水利部从千里之外的三峡水库 应急 调水,才使得上海及江苏沿江城市太苍等的安全供水勉强渡过难关 【 1 】 。
本建议提出的 “崇明岛鱼 嘴 ”分流、 根 除 长江口 北支咸潮及其倒灌南支的 工程技术方案 ,简明清晰 和谐 ,因势利导, 有如画龙点睛,与现有河势格局深度融合,可以使“北支咸潮入侵并倒灌南支”这一困绕长江口重要水源地建设已长达 近 50年并正日益加剧的顽疾得到彻底 治愈 。
在 气候变 暖导致全球洪 旱灾 害 加剧 的当下 , 通过 高效防御 、 消除长江口 咸潮灾害 , 可使得上海市的供水安全保障能力跳档升级、焕然一新 ,同时也恢复了北支河道原有 海陆相水动力平衡 和谐的自然属性,是国务院《 长江口综合整治开发规划 》最终目标得以完全实现的迟来的完美收官之笔 , 是长三角重要战略区的重大治水创新。

2、 长江口 特别 咸潮的产生、治理及上海水源地建设 简述
1) 长江口 特别 咸潮的产生
长江口早期是南 、 北支相对均衡的喇叭形河口(图1),二十世纪内北支逐渐变窄(图2)。
图 1 18世纪的崇明岛和北支(据《乾隆志》图)
图2 20世纪北支变迁示意图(据1912年江苏省地图绘制)
1976年河口河势控制点徐六泾断面 大幅 束窄(图3),北支上口流路与长江主流几乎呈直角相交,北支分流显著减少,导致 其外海 潮流作用增强,咸潮入侵加重,整个北支几乎被盐水控制,并随之在北支上口造成泥沙淤积 , 北支盐水倒灌南支 。
图3 咸潮入侵示意图
此后 二十多年对长江口南北支水域 盐 度同步观测结果显示 【 2 】【 3 】 : 南支 外海 咸潮上溯对长江口水源地影响有限,而北支咸潮倒灌是南支水域咸潮入侵的关键来源 ,是制约长江口淡水资源开发利用和提高水源地可供水能力的关键因素。
2) 长江口 特别 咸潮的治理以及上海水源地建设 回顾
在明确了长江口北支咸潮倒灌南支是制约长江口淡水资源开发利用的关键因素之后,采用了 先期 束窄北支以降低北支咸潮倒灌的不利影响 , 以及规划后期2020年左右 在北支建闸 外堵北支咸潮 方案 , 写入了国务院 2008年批准的 《长江口综合整治开发规划》 【 4 】 。
其中先期北支中下段河道束窄方案(图4)已 经 实施, 但因该方案只是旨在缩减北支咸潮规模,因此只能是相对缩减、而不是彻底消除北支咸水倒灌南支,属于治标不治本;而 在北支下口建闸的根治方案(图5)因其多方面综合影响过大,至今未能实施。
为缓解上海市淡水资源供应紧张状况,在长江口南支 中部盐度最低处 的南北港分流口附近建设了 上海最大水源地– 青草沙水库(图4)。
图4 北支咸潮倒灌控制工程(红色区:束窄中下段河道)和新水源地建设方案(蓝色区:建青 草沙水库 )示意图
3)2022年长江口遭遇史上最大咸潮,催生了根治长江口不该有的额外咸潮的更加紧迫性与必要性
近年来 我国重要河口地区咸潮灾害频度加强、程度加剧,重要城市供水频频告急,迫切需要加大 抗咸潮、保供水 治理力度,高效予以应对 。
水利部部长李国英在 2023年全国水利工作会议上的讲话 【1】 中指出,2022年,我国极端天气事件频发,洪水、干旱、咸潮交叠并发、历史罕见,防御形势极其复杂,防御挑战极其严峻。
咸潮灾害方面, 2021年珠江口咸潮上溯带来“旱上加咸”严峻挑战,2022年长江口出现历史罕见咸潮入侵,珠江三角洲、长江三角洲重点城市供水面临严重困难。
2022年水利部为迎战长江口历史罕见的咸潮入侵,保障上海等中心城市供水安全,紧急实施了抗咸潮保供水专项行动,调度三峡等水库远程向长江口补水,加大引江济太力度,打通太湖—河网—水库通道,流域调度力度之大、长三角影响范围之深,前所未有。
气候变 暖导致全球洪 旱灾 害 加剧 , 在 长江口径流 异常 减小时(如2022年),北支咸潮倒灌南支的程度就会显著增强, 从而 导致长三角的咸潮灾害更加易发强发 , 严重危及上海等长江口沿江城市的供水安全 。 因此根治 长江口北支咸潮及其倒灌南支, 从而根除长江口不该有的额外咸潮,确保供水安全,更具紧迫性与必要性 。

3、以 “崇明岛鱼嘴”分流工程 根治长江口特别咸潮技术方案 的 提 出 与 专家 认可度
受益于2015年起的十三五科技改革之国家重点研发计划的建立, 项目 建议 人团队2016年起跟踪到长江口的北支咸潮及其倒灌南支问题,通过初步的数值模拟研究,并通过与长江水利委员会水文局、上海市水利工程设计研究院等单位的自发合作研究,在 北支咸潮倒灌已建控制工程后的河势格局基础上,借鉴“都江堰鱼嘴”分流工程经验, 提出在南、北支分叉处,实施简明的“崇明岛鱼嘴”分流工程(图5),恢复北支的基本分流,可 以根 除 北支咸潮及其倒灌 ,这一创新设想已在初步的概化数值模拟中清晰获证(图6) 。
图5 “崇明岛鱼嘴”分流工程方案(红色)与北支设闸方案(黑色)示意图
图6 复演的 北支咸潮倒灌 现状与 “崇明岛鱼嘴”分流方案初步模拟结果对比
该项技术方案 得到了以中国工程院王浩院士为首的 , 包括 国家重点专项“水资源高效开发利用”申报指南专家彭文启教高 , 以及 50位以上包括清华、北大、中科院等 高校知名教授、设计院高级专家等为代表的 各界水利专家的认可与支持 。
成果 与王浩院士联名 发表在了《2020中国智慧水利实践与发展》 【5】 , 是其中最被认可、最具分量的技术论文 。

主要参考文献
1 、李国英,在 2023年全国水利工作会议上的讲话,水利部网站,http://www./xw/slyw/202301/t20230116_1643021.html
2 、林顺才 、袁建忠,长江口北支咸潮 倒灌 规律 和 上海新水源地方案研究综述 , 中国水利学会2006年年会 ;
3 、 叶建春 、 徐建益 、 李玉中 ,长江口综合整治及水资源开发利用, 上海市饮用水水源地战略研讨会论文集,2004年
4、 《长江口综合整治开发规划》,由水利部 组织 长江水利委员会 编写、国务院批准, 2008年;
5、 乾爱国、王浩、李行伟、余欣等,以智慧水利技术为黄河流域、粤港澳大湾区、长三角等区域国家战略谋创新良策,收录于《2020中国智慧水利实践与发展》。
作者著于2024年 12 月,供稿于2025年12月18日
作者简介:乾爱国, 微信、视频号、抖音号同号,均为”大余治水-数理乾坤”。中国水利水电科学研究院水力学所专家室专家; 香港大学高级访问研究员;科技部国家国际合作重点专项专家库专家;住建部城市基础设施供水排水类首批应急专家库专家;贵州省科技厅专家库资深专家…武汉水利电力大学治河与泥沙工程系88级本科;香港大学土木工程系水环境专业2000年研究生;92年起一直在中国水利水电科学研究院工作,其中2004年以境外引进人才回到中国水科院。
主要研究成果:
1)建议尽快建设“现代都江堰”-上海“崇明岛鱼嘴”分流工程,彻底解决上海供水保障、规避咸潮灾害
2)对我国生态文明建设暨全球气候急剧变暖下的水圈应对若干重要问题的创新认识与建议
3)黄河流域、粤港澳大湾区、长三角根治泥沙与盐度问题的创新性水安全工程保障策略
4)碳达峰、碳中和目标愿景下我囯大型煤电、核电厂的水工策略。
以第一作者出版系统性水圈模拟专著3部:
1)地表水水质模拟与控制(2008年)
2)海洋与其过程的数值模型(2014年)
3)建设项目地下水环境影响评价(2015年)。
本期【百家论水】专栏系列就到这里了大家有需要交流探讨的,欢迎在评论区留言或转发、分享,期待各位下期再见。

编辑:薛国强

审定:乾爱国

来源:整理网络媒体、官网等