【大家之言】“链+环”或“链+网”——上海市未来水源地和原水系统战略规划布局的设想

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小编导读

随着上海市城市总体规划（2016-2040）编制工作的推进，上海市水务专项规划也正在同步编制之中。规划提出建设与“全球城市”相适应的“水安全保障更可靠、水资源供给更优质、水环境治理更生态、水管理服务更智慧”的现代水务保障体系。其中，“两江并举、多源互补”的水源地和原水系统总体布局不仅是保障城市安全的基石，也是上海水务行业不断攻坚克难、勇于创新的体现。本期邀请了上海水务规划院供排水所王如琦所长畅想上海水源地和原水系统的战略规划，探讨上海未来的原水安全保障思路。

上海水务规划院：王如琦

 

王如琦，男，国家注册咨询工程师（投资），现任上海市水务（海洋）规划设计研究院高级工程师，供排水规划设计所所长。王如琦同志一直从事供排水规划研究设计工作，参与或主编的项目获得过建设部华夏科技进步三等奖、上海市科技进步二等奖、上海市优秀工程咨询一等奖等。他还在专业杂志和刊物上发表了《上海市水源地安全战略构想》、《太湖水域污染与上海水源保护》、《上海市郊区集约化供水规划》以及《上海城市多水源条件下原水调配关键技术研究》等论文。

经过近几十年的规划建设，上海目前已初步形成青草沙水库、陈行水库、东风西沙水库和金泽水库（即将建成通水）四大水库相对集中的城市水源地布局，承担上海市每天近1 800万m³/d的原水保障。然而伴随着社会经济的不断发展和城市人口的不断增长，无论从水量或是水质，上海现有原水系统仍不能令人高枕无忧。作为城市安全保障的重要内容，新一轮上海市城市总体规划（2040）明确提出了“提高长江流域和太湖流域原水供应保障能力”的要求，上海的原水系统需要在“十三五”乃至更远的未来显著发展和提升，以确保上海2 500万市民的安全用水需求。

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上海水源地与原水系统的发展历史

上海水源地原水系统的发展，是一个从无到有、顺势而为的过程。

 同世界上很多大城市一样，上海在上世纪80年代以前，并没有集中式水源地。当时上海市区的几大水厂如杨树浦水厂、南市水厂、长桥水厂、闸北水厂等，均采用就近取（黄浦江）水的形式，郊区水厂在分散内河或地下水取水，原水总量约400万m³/d，呈现多点分散的特点。

 随着改革开放和经济快速发展，水量需求不断增长，伴随着地下水过度开发和河道水质恶化的影响，就近取水已难以保证原水水质。因此上海逐步开始探索向黄浦江上游地区和长江口陈行集中取水和长距离输送原水的模式，集中式水源地和原水系统工程也就此应运而生，至2000年，原水规模增长至约900万m³/d。

然而，黄浦江上游和陈行水源无论是供水规模还是供水水质都很难满足21世纪上海城市的高速发展。在此基础上，长江口青草沙水源地、东风西沙水源地相继建成，随着金泽水库即将建成通水，上海初步实现了四大水源1 800万m³/d的原水规模，不仅保障了城市巨大的原水水量需求，而且改善了上海的原水水质，阶段性解决了城市发展对原水供应的基础需求。

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上海水源地与原水系统面临的问题

然而从长远的角度考虑，由青草沙水库、东风西沙水库、陈行水库和金泽水库及其原水系统仍存在一些潜在的风险，需要从规划层面进行思考和完善，具体表现在：①上海在地理位置上处于长江流域和太湖流域尾闾，受上游径流和排污等不确定不稳定因素影响，原水水质复杂难控；②长江口江心水库受长江口河势、气候、海洋等自然因素影响，咸潮形势复杂难测，且目前针对咸潮规律的研究成果只能实现短期预测预警，考虑到全球气候变化对未来超规律变化带来的不确定性，对咸潮中长期的预测作用仍不容乐观。

 因此客观而言，虽然目前上海已完成四大水库水源地的布局，但仍难保证万无一失，因此，不难引发两个联想：①如果长江流域受上游污染影响，未来水质下降了，作为上海中心城区主要水源地的青草沙水源地如何保证高质量的供水水质？②现有四大水源地任一发生突发性水质风险，现有的原水系统运调系统能否保证原水调配的可靠？结论是：多水源超大型原水系统运调风险和水库型水源水质控制风险依然存在。

所以，未来上海市水源地和原水系统所需要解决的两大核心关键问题即：如何保障供水安全和如何稳定原水水质。

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上海水源地与原水系统未来规划方向的分析与思考

3.1

现状SWOT分析

为更科学地分析现状，为规划提供科学依据，采用了SWOT（strength，weakness，opportunity and threat）的分析方法，对上海水源地与原水系统现状进行了研究。

1）优势（Strentgh）

青草沙、陈行、东风西沙和金泽四大水源地和现有较为完善的原水输配系统的基本格局是现状上海市原水保障的坚实基础，也是未来进一步完善和优化原水系统的根本保证。

2）劣势（Weakness）

青草沙、陈行和东风西沙位于长江流域末端的长江入海口，金泽水库位于太湖流域下游，原水水量和水质容易出现不稳定的波动，现状多水源地之间的可调配程度不高，应对突发严重的水源地安全事件时，应急调度能力有限。

3）机会（Opportunity）

国务院发布的《水污染防治行动计划》（简称“水十条”）中，要求长三角公共基础设施联动发展、生态环境联手治理，有助于帮助上海整合周边兄弟省市资源，联手整治流域水环境，提高水源地安全风险保障。上海市城市总体规划（2040）提出的“提高长江流域和太湖流域原水供应保障能力”的要求，也是未来进一步提升原水安全的政策保障。

4）威胁（Threat）

长江流域的诸多不确定性，是未来上海原水系统的主要威胁，包括上游地区经济发展所产生的污水排放问题，流域水资源分配和水权竞争问题，流域治理与行政管理的衔接问题，以及气候变化所带来的咸潮规律的不确定性等等。

3.2

国外大型城市水源地与原水系统规划的经验

综合研究国外特大型城市如纽约、伦敦、悉尼、东京、新加坡和巴黎等发现，其原水系统布局存在一定的相似性，可总结为四点：①水源均以地表水源为主，其他水源适当补充；②供水水源呈多源和多样化特征，布局因地制宜；③水源富裕充沛，有利于原水水量水质的联合调配；④多系统互联互通、互补运行，机动灵活，可控可靠。由此可见，对于特大型城市而言，“多系统”和“互补运行”应当是规划层面重点聚焦的关键。

3.3

上海上海水源地与原水系统未来规划方向的思考

为此，基于上海的自然区位、发展定位，从技术、经济、政治等多维度综合考量，在确定了“两江并举、多源互补”的空间布局基础上，确立“立足市域、融入区域、衔接流域”的战略方向。从目前来看，上海的水源地分布已初步实现了以长江流域和太湖-黄浦江流域为基础的“两江并举”局面，但在“多源互补”方面暂时只实现了“互联”，“互补”上还有很大差距。下一步水源地和原水系统规划将继续围绕水源地布局优化和水源地互联互补两个关键问题开展研究。

3.3.1

未来水源地布局优化的设想

1） 长江流域除青草沙水库为江心水库外，东风西沙水库和陈行水库均为长江边滩水库，分别较易受到长江北支咸潮倒灌，及上游地区排污的影响，其中尤以陈行水库所面临的问题较为严峻。可重点关注与陈行水库毗邻的浏河水库、宝钢水库等南支边滩水库，争取向本市供水，逆流而上继续对下扁担沙、新浏河沙等江中可能成库的水域研究，保留陈行陆域水库用地作为储备。

2） 金泽水库位于黄浦江上游，较原松浦大桥取水口的水质已有较大改善，但与长江原水水质相比，仍有一定距离。从长远看，将黄浦江水源地上移至东太湖将是重点规划和研究的方向，可紧密跟踪东太湖、太浦河一线水资源发展趋势，积极推动太浦河清水走廊，强化流域水源协调机制。

3.3.2

未来水源地互联互补的设想

那么上海原水系统的“最终形态”应该是怎么样的？结合实际情况与大胆畅想，基于水源地互联互补的主要目标是实现长江流域和黄浦江流域原水系统的互联互补，提出“链+环”和“链+网”两种方案的大胆设想。

1）“链+环”，指以陈行水库和金泽水库分别作为长江口南支边滩水源链和东太湖-太浦河水源链的接入点，通过南北联络管的建设，在上海西部形成“倒α”开放型环状，实现两个流域原水的完全打通，见图1。与之相对应的是，原水系统的完全联通，对供水水厂工艺提出了统一的要求，即未来上海所有水厂必须采用深度处理工艺，实现水质统一，这必然将带来巨大的工程实施难度，但是从长远看，将是解决“多源互补”最理想的方案之一。

2）“链+网”，指在上海市境内形成闭环系统，长江水库群与太浦河-黄浦江水源链各个水源地之间各自联通，形成水源地间互为补充的应急预案，保障水源地间突发状况的应对能力，见图2。但这一方案势必会对各水源地间连通管工程的建设提出了很高的要求。

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结语

对于上海这一特大型城市原水系统未来的战略规划，需要一代人甚至几代人的大胆设想、反复论证、不断优化，最终付诸工程实施。但任何伟大构想的实现，都需要建立在每一个务实目标实现的基础上。作为阶段性的近期目标，上海将以提高陈行原水系统抗咸能力、满足嘉定地区规划原水需求、保障长江两大水源事故供水和强化两大长江水源互补能力为任务，提出库库联通方案、库管联通方案、陆域联通方案，确保在常态供水、咸潮供水、青草沙事故和陈行事故四种工况下的正常供水。各方案的比选、优化和实施，仍需要凝聚大量的智慧共同聚力，以期为上海原水安全保障能力的提升贡献新的力量。

近期方案设想

① 库库连通方案设想

   于青草沙与陈行水库库间设置过江输水隧道，根据运行需要，扩建和新建系统泵站和输水管，形成库库连接原水系统。

② 库管连通方案设想

于青草沙水库至浦东陆域设置过江输水隧道，根据运行需要，扩建和新建系统泵站和输水管，形成库管连接原水系统。

③ 陆域连通方案设想

结合既有陈行水库、宝钢水库以及其他设施，形成水库链，根据运行需要，扩建和新建系统泵站和输水管，形成陆域原水连接系统。

编辑札记

战略规划设想的实施，往往需要几代人的时间。如同青草沙水源地的建成通水，也凝聚了两代人从反复勘探、反复论证到施工、优化管理的心血。水源地和原水系统规划，不仅需要站在城市长远发展的角度高瞻远瞩，更需要拥有能够发现问题并找出破题之策的专业眼光，和敢于提出设想的胆量和决心。从王如琦所长的设想中我们可以深刻地感受到一座2500万人口的特大型城市公共基础服务安全保障的来之不易，在赞叹上海水务人踏实、投入的专业精神的同时，也借此话题，将经验与同行分享。

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