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现场直击 | 划时代海洋水库——青草沙的几点启示

  净水技术(微信公众号) 2020-1-9 净水技术


  摘要:杨树清教授多年来致力于推广海洋水库理念,在世界各国学术论坛上大力推介上海青草沙水库的成功案例,是青草沙工程在全球范围内的“义务宣传者”。青草沙水库是世界第一个第二代海洋水库,师从都江堰,具有广泛推广的潜力。青草沙的设计思路对于城市雨污、黑臭水体消除、内涝消除等海绵城市建设问题同样具有指导意义。青草沙水库的环境影响小,值得总结和推广。

  全文:2019年11月7日,水中心讲坛在市水务局执法总队5楼报告厅举行,由国际海洋水库学会秘书长、现任澳洲卧龙岗大学海洋水库研究中心主任杨树清教授作“划时代海洋水库——青草沙的几点启示”专题报告。

  杨树清教授多年来致力于推广海洋水库理念,在世界各国学术论坛上大力推介上海青草沙水库的成功案例,是青草沙工程在全球范围内的“义务宣传者”。

  Anyone who can solve the problems of water will be worthy of two Nobel prizes——one of peace and one of science.

  ——John F.kennedy

  “导洪入海”到“蓄洪于海”

  中华民族的文明史,就是一个治水史,经过无为而治漫长的洪荒时期,中华民族划时代的英雄人物--大禹出现了。他为了治理洪水,制定了“导洪入海”战略,三过家门而不入,带来百姓疏通大江大河,引导洪水流入了大海。从此也奠定了影响中华民族5000年的治水方略—导洪入海。

  人类已经从人少水多的昨天,走到了人多水少的今天。据预测,2030年我国城乡用水总量将达7000-8000亿立方米,接近实际可能利用的水资源量,供需矛盾突出并将长期存在。我国,大部分城市供水不足,严重缺水城市达110个,占比1/6.以洪水为敌的传统思路和办法已经不能解决我国水资源短缺问题。

  我国每年的入海水量远高于用水量,每一滴水来源于大海,也回归于大海。时代呼唤我们开发入海淡水资源,把水库建设到大海里。站在蓄洪于海的角度来讲,每一滴淡水都可以开发利用,都是人类的财富。“导洪入海”和“蓄洪于海”将组成一幅完整的历史画卷,缺一不可。三峡大坝不是划时代的,甚至都江堰也不算是划时代的。青草沙海洋水库开创了“蓄洪于海”的新篇章,将影响未来5000年人类的治水方略,所以,青草沙是划时代的水利工程。

  内陆水库和海洋水库的区别

  海洋水库:大面积水体中异质水体的蓄存。即水库内外水体的物理、化学或者生物特性有所不同(广义)。一切建立在海水中的淡水水库,库内外的盐度有明显区别(以开发如海淡水为目的)(狭义)。(有关海洋水库具体内容点击阅读:阿三视角|水务行业的机会!下一个向全球输出的高铁?)

  内陆水库基本上蓄水水位高到海平面10米以上,基本上以混凝土为主,坝下游为淡水。海洋水库基本在水平面以下,以土坝为主,坝下游为海水。海洋水库的主要敌人是盐水,因为盐分比较重,需以底孔泄流为主,泄底层盐水。我们现在有国际海洋水库协会,使命是蓄洪于海,目标是提供矿泉水一样的水。

  中国海洋水库发展史

  海洋水库:第一代到第二代

  2016年国际顶级期刊《Science》发表的文章指出:全球年入海水量为45,500立方公里,而每年全人类70亿人饮水量与全世界有入海水相比1%都不到。这就是为什么要淘汰海水淡化产业的原因。海水淡化是建立在入海淡水不可以开发利用的错误假定之上的,是一个巨大财富的浪费。青草沙的实践充分证明,“君不见江河之水天上来,奔流到海克回来”。人类不缺水,人类缺少的是对河口水质的正确的认识,目前全世界已经有了很多海洋水库:荷兰、澳大利亚、日本、威海、朝鲜、韩国、中国苏北、天津、浙江、山东等地。

  澳大利亚的海洋水库

  长江口风急浪高,流汹潮涌,是世界上最复杂的河口。青草沙也是世界上最难建设的海洋水库之一。她的建成具有全球推广价值,具有划时代意义。如果海洋水库战略能够解决沿海地区百分之六七十人口的人口的缺水问题,内陆的缺水问题就迎刃而解了。

  一直到新世纪这个世纪初,新加坡和英国发现一旦建好了海洋水库以后,经济,城市风光也跟着发展,所以以后的海洋水库建设会跟城市建设、经济建设发生密切关系。国际海洋水库的专家们总结了全球的海洋水库,发现到现在还在用的最古老的海洋水库是在宁波建于唐代,它的设计目的是防湖水入侵。第二个最古老的到今天还在用的海洋水库在福建泉州,上有淡水,下有海水。

  这些海洋水库基本上都是像都江堰一样的,不可重复的,设计者是依据他的经验。海洋水库的起点是在20世纪30年代的荷兰,风暴潮导致海平面上升淹死了很多人。上海将来也需要考虑灾害的影响,因为全球温室效应,海平面在上升。海洋水库的建设给我们留下一个非常深刻的教训,不能贪大,太大以后会导致无法调控水质。

  在2019年9月的联合国SDG6研讨会上,杨树清教授向全世界推广了青草沙水库,建议把入海洪水资源列为与地表水/地下水以外的第三类水资源;他表示西方大坝技术在“山区”“拦堵”枯季水资源为特征,东方以“平原/河湖/海洋”“疏导”“开发”洪水资源为特征。(有关SDG6相关内容点击阅读:阿三视角|这个水行业大目标你还不知道?)

  海洋资源开发与环境保护

  青草沙是成功的,不仅仅达到了目标,同时开启了人类未来五千年的蓄洪于海的成功的序幕。青草沙水库的成功破除了河口无淡水、无好水的迷信,且采用了“顺流作坝”,将水库建设的影响降低到最小,这与都江堰一脉相承。不少水库设计“粗而大”,青草沙“细而精”,在水库都是“清污并蓄”的环境下,青草沙水库实现“择优蓄水”,达到“清污分流、蓄清排污、流水不腐”的目的。

  中国海岸线一览

  中国总年入海淡水量1.6万亿立方米,总缺水量500亿立方米,建设海洋水库将彻底解决这个缺水问题。

  海水水库的水质:可以利用潮差洗盐的方式解决泛盐问题。可以采用选择性蓄水代替清污并蓄以大海捞针的精细将最优的1%淡水开发出来。

  海洋水库还兼具防地震、污水零排放、劣五类水零排放、压舱水零排放等功效。

  内陆地区人水和谐

  青草沙的设计要向单纯的供水向多功能多目标发展,要保护我们的海洋。要关注上游,不仅仅在海里面,我们要做入海统筹。

  太湖从1988年到2018年三十年的治理,结果发现越治越污,总磷总氮越来越高。为什么呢?大量的化肥使用和初期暴雨污染,导致水源水质越来越差。长江上游所有水库水源地的水质也大体差不多。对于人民群众的身体生活是一个极大的危险。青草沙的成功经验为解决问题提供了很好的范例,就是“择优蓄水,污水向水源地零排放”。如果长江流域所有水源地都像青草沙一样精细调度,实时监控来水水质,好水的放进来,不达标的污水一滴水都不能入水源地,太湖和其他水库水质一定可以像青草沙一样提高一个等级。如果在长江流域在每个城市的水源地都采用青草沙的方法,太湖就已经达到治理目标了。反过来,如果青草沙也像太湖一样,先放任污水入库,然后在以各种手段治污,今天青草沙也不过就是另一个污水水库。所以,“对水源地零排放”是青草沙具有划时代意义的另一个重要思想。

  结论

  洪水已经不再是人类的死敌,而是待开发的资源,洪水资源与入海淡水都是水资源。

  城镇化已经成为历史趋势,全球50%的人口已经集中于沿海地区,沿海城市将面临巨大的供水压力。利用海洋水库开发入海淡水资源将彻底解决这一地区的缺水问题。青草沙水库是世界第一个第二代海洋水库。

  青草沙师从都江堰,具有广泛推广的潜力。设计思路对于城市雨污、黑臭水体消除、内涝消除等海绵城市建设问题同样具有指导意义。

  青草沙水库的环境影响小,值得总结和推广,对海洋牧场、压舱水带来的环境问题具有启发作用,可以极大地改善海洋生态环境。