原因一方面是水污染，流经上海的地表水，来自长江流域180万平方公里的范围，经过4.5亿人生活的地方，特别是黄浦江和苏州河来自太湖水系，周边人口和生产密集，受到工业、农业和生活污水影响，导致水质下降；
另一方面是咸潮入侵，长江口受潮汐影响，海水倒灌（咸潮）会导致江水盐度升高，影响供水安全，尤其在枯水期（冬季和旱季）更为严重，淡水水位下降，海水就会上来。
还有用水需求大，上海作为全国最大的城市以及经济中心，有2480万常住人口，以及天量的全国，乃至世界各地往来的流动人口；还有庞大的各类产业，经济总量全国城市第一，工业总产值也长期全国第一，最近一些年才被深圳超过，甚至连农业上海都没放弃……这么多人和产业，生活、生产用水量都非常大（上海一直在推进节水，2024年用水总量107.31亿立方米，比2010年度减少了15%，但总量仍然很大）。
为了保障供水，上海创造性地在长江中心建设大水库。1990年，中国工程院院士陈吉余、原上海市环保局局长靳怀刚等专家大胆提出“在长兴岛北侧青草沙建造水库，从长江江心取水”的设想。经过15年的系统研究，2007年11月开工，2011年6月全面建成通水。
▲青草沙水库俯瞰图，图源自上观新闻
青草沙水库位于长兴岛西北部，在江心人工隔出来，水库一边借长兴岛陆地，剩下的边人工修筑堤坝，环库大堤总长近50公里。
水库面积约70平方公里，其中水域面积66平方公里，库容5.27亿立方米（相当于38个杭州西湖的水），就是说装满水平均深度近9米，是世界最大的潮汐河口江心蓄淡避咸水库。水库在潮水低落、江水流量大时，通过进水闸门收集淡水；在潮水上涨、咸水倒灌时，关闭闸门，防止咸水进入水库。
青草沙水库不但为上海市储存宝贵的水资源，而且借助河道获得不小的深度，还不占用宝贵的土地。同时，库区还开展湿地修复、建设生态混凝土护坡等方式，改善水质。
建成后，青草沙水库成为上海市供水的主力，每天能供水730万方，其水质要求达到国家Ⅱ类标准，主要供应中心城区和浦东；原来的供水主力——黄浦江上游水源地，供应松江、青浦、闵行、金山、奉贤等西南5区，每天供应350万方；陈行水库，每天能供应200余方，主要供宝山、嘉定两个区。上海还在崇明岛西南部建了东风西沙水库，主要供给崇明区几个岛，日供水20多万方。