摘要：河口海岸水庫是指修建在河口或者海岸地區的水庫，其主要特點是利用堤壩分隔海水與淡水，從而達到在海洋環境中蓄積淡水的目的。首先回顧了中國歷史上的河口水庫，探討了河口海岸水庫從雛形發展至今的歷史進程，并結合實例介紹了現代河口海岸水庫發揮的重要作用。在整理并總結不同類別的河口海岸水庫資料的基礎上，提出了河口海岸水庫的科學分類，當以建造位置為分類標準時，可將其細分為河口型、海灣型、海岸線型和島嶼型水庫;歸納了建造過程中亟需解決的技術難題;討論了河口海岸水庫可能造成的生態環境影響。結合我國主要流域的水文與地貌特點，在最后展望了未來可以修建河口海岸水庫的重點區域，特別提出了在珠江三角洲粵港澳大灣區建設河口海岸水庫的設想，討論了在臺灣、海南、舟山等幾大主要島嶼修建島嶼性水庫的可行性。

　　關 鍵 詞：河口海岸水庫; 咸潮入侵; 島嶼型水庫; 珠江三角洲

　　推薦閱讀：《水利科技》(季刊)創刊于1978年，由福建省水利廳;福建省水利學會主辦。主要宣傳貫徹黨和國家關于水利水電建設的方針政策。

　　1 研究背景

　　我國是一個缺水的國家，水資源總量約為28 000億m3/a，人均不足2 400 m3/a，僅為世界平均水平的1/4。沿海地區雖然只有國土面積的13%，卻居住了全國40%的人口，提供了60%以上的國民生產總值。這一地區由于人口稠密，經濟發達，水資源供需矛盾尤為突出。大部分沿海城市人均水資源量低于500 m3/h，其中天津、上海、大連、青島、連云港等城市甚至在200 m3/h以下[1]。

　　沿海地區常有大小河流流入并入海，在水資源總量統計時，其中的區域地表水入境水量增量一般都很小，這是因為出境徑流總量一般都簡單考慮為入海水量，與入境徑流總量大致相當;即便入境徑流量很大，因為入海水量未被充分利用，導致河流徑流對水資源總量的貢獻不大。沿海地區入境徑流利用率低的主要原因是沿海地區一般地勢平坦，且受咸潮影響，不易建設大型的內陸水庫。由于缺乏足夠的水庫，大部分入境徑流未被充分利用即流入大海。

　　第一次全國水利普查公報顯示[2]，我國現有水庫98 002座，總庫容9 323.12億m3(表1)。而根據2017年中國河流泥沙公報[3]的數據，我國河流年徑流量排名前三的河流分別為長江、珠江、閩江，年徑流量總計13 127.5億m3，為全國現有水庫總庫容的大約1.5倍。如果我們能充分利用河流入海淡水資源，將可以大大緩解沿海地區的水資源短缺問題。

　　在沿海地區，如何尋找足夠大的空間儲存河流入海淡水是一個極具挑戰性的課題。近年來一個革命性的方法是將淡水直接儲存在海洋環境中，最為典型且成功的例子是上海的青草沙水庫，它目前已經成為上海最主要的供水水源[4]。事實上，在河口與海岸地區修建淡水水庫的想法歷來有之，古今中外均有建成的實例[5-7]，但將其作為系統解決沿海地區水資源短缺的重要方式提出，楊樹清無疑是最早的倡導者[8-11]。除此之外，高學平等[12]、王文等[13]也曾對中國的海岸水庫發展進行了探索與研究。

　　第7期 林鵬智，等：中國河口海岸水庫發展現狀與展望 人 民 長 江2019年 上文中的河口海岸水庫指修建在河口或者海岸地區的水庫，其主要作用是利用其堤壩抵擋咸水入侵，并在恰當的時間段蓄積淡水。這一思想很早即在中國有所實踐，如自唐代以來逐次修建的它山堰、木蘭陂、金清閘等一批河口水利工程，皆為現代河口海岸水庫之雛形。新中國成立以來，中國又建設了珊瑚沙水庫、寶鋼水庫、青草沙水庫等一系列河口海岸水庫，將河口海岸水庫的設計、建設與運行推向了新的高度。本文將首先回顧河口海岸水庫在中國從雛形發展至今的歷史進程，闡明不同河口海岸水庫的特點與解決的問題;根據水庫所處的具體位置提出河口海岸水庫的科學分類;討論河口海岸水庫建造中可能遇到的技術難題以及生態環境影響;最后展望未來河口海岸水庫在中國的發展前景。

　　2 中國河口海岸水庫概覽

　　河口海岸水庫在中國的實踐最早可以追溯到一千多年前的浙江寧波它山堰，和其它修建在河口的古代水利工程(如木蘭陂、金清閘等)一樣，其主要功能是御咸蓄淡。建國以后，初期的河口海岸水庫延續了在河口修建閘門的思路，其主要目的仍是防御咸潮。20世紀70年代以后，防御性的思想逐漸被擴展性的思想所取代，通過將堤壩延伸到河口以外的灣區甚至封堵全部灣區，將河口海岸水庫的建造位置向海洋突進，擴大了水庫的水面面積，從而發揮了更為積極的蓄積淡水的作用。在世界河口海岸水庫的發展歷程中，中國故事尤其精彩，許多案例獨樹一幟，對在世界范圍內解決沿海城市缺水問題有很好的借鑒意義和推廣價值。

　　2.1 古代中國

　　古代中國修建了許多大型水利工程，其中如都江堰、鄭國渠、靈渠、它山堰(圖1)被譽為中國古代四大水利工程。相較于前3個修建于內陸的古代水利工程，位于浙江省寧波市的它山堰工程(圖2)是唯一一個以御咸蓄淡引水灌溉為主要目的的水利工程，稱得上是現代河口海岸水庫的“雛形”。 它山堰始建于唐太和七年(公元833年)，位于甬江支流鄞江之上[14]。據史料記載，古時鄞江江水“與海潮接，成不可溉田”，江潮上漲時，“民不能飲，禾不能灌”。該區域雖然降水充沛，但是由于咸潮侵蝕，附近的明州城經常缺少淡水?？h令王元瑋為了解決缺水問題，在“兩山夾流，鈴鎖兩岸”的它山修建了御咸蓄淡并兼具引水功能的它山堰。它山堰建成之后，發揮了與都江堰類似的旱澇季節不同的分水功能，“堰上之水，旱時七分入河，三分入江;澇時七分入江，三分入河。”它既保證了縣內七鄉的農田灌溉，又確保了明州城區用水之需[15-16]。它山堰在現代仍在發揮作用，如1967年，寧波大旱，海水倒灌入甬江、奉化江、鄞江，它山堰將咸潮擋在了堰外;再如2009年，莫拉克臺風席卷寧波，四明大地暴雨如注，山洪從四明山奔騰而瀉，它山堰水利系統工程及時泄洪，保住了鄞西的農田。

　　位于濱海的福建莆田同樣遭受咸潮侵蝕。為解百姓困苦，相傳當地錢四娘于北宋治平元年(1064年)攜巨金動工截流筑堰，但因水流湍急，建起來的陂堰很快被山洪沖垮。后人鍥而不舍，在北宋元豐六年(1083年)由侯官人李宏筑陂成功。木蘭陂全長110 m，高7.5 m。900年來，木蘭陂經歷了無數次洪水與海潮的襲擊，今天仍巍然屹立并繼續發揮作用。當地政府于1961年擴建木蘭陂灌區至20多萬畝，整個灌區做到了“未旱先蓄，未澇先排”，既能防洪排澇，又能防旱御潮[17]。位于東海之濱的浙江臺州，當地百姓為了抵御由于地勢低洼帶來的上游洪澇以及海水漲落淹沒浸沒的雙重侵害，于宋淳熙十年(1183年)首次修建了金清閘。在此后的八百多年風雨之中，金清閘為當地百姓有效抵御了水害，起到了御咸蓄淡排除洪澇的功效[18]。以上列舉的它山堰、木蘭陂、金清閘等河口水利工程都是中國古代御咸蓄淡的代表，它們是現代河口海岸水庫的雛形，其建成和運行為后世提供了很好的參考價值。

　　2.2 現代河口海岸水庫

　　新中國建國后，沿海地區的水利工程建設經歷了不同時期的發展，從早期御咸為主的河口水庫逐漸發展到今天以蓄淡為主的海岸、海島甚至海洋水庫。圖3繪制出了新中國成立后修建的代表性河口海岸水庫的分布圖。從圖中可以看出，北至河北、天津，南到廣東、香港，均有河口海岸水庫的身影，在江蘇和浙江兩省以及上海尤為集中。從修建年代看，則是20世紀50～70年代較為密集，其中50年代修建的大多是被動防御性的御咸型河口水庫，60～70年代香港先后在境內修建了兩大水庫，這兩個水庫都是在海中通過連接天然的島嶼以圍成半人工半天然庫區。從20世紀90年代至今，河口海岸水庫迎來了建設的第二高峰，水庫類型以外延性的蓄淡型海岸水庫為主，將擋水建筑物從河道與河口處外移到灣區與海中。在第二次修建高峰中，上海起到了很好的先鋒示范作用，從20世紀90年代的寶鋼水庫、陳行水庫，到21世紀的青草沙水庫、東風西沙水庫，無一例外都成為了行業的標志性工程。

　　建于20世紀50年代的蘇北射陽閘、海河防潮閘是新中國第一批將水利工程修建于河口海岸的工程。這類工程廣泛修建于長江以北地區大大小小的河口區域，其目的都是抵擋海潮對河道的侵蝕。通過調節防潮閘的啟閉，可以有效防止海水侵入上游河道，但缺點是阻隔了河口地區的物質交換，長期運行也面臨河道泥沙淤積的問題。另外，因為防潮閘修建的主要目的是防擋海潮，所以上游河道儲蓄的淡水資源一般相對有限。

　　20世紀60年代，香港經濟和社會高速發展，人口越來越密集，飲用水短缺的問題日益凸顯。時任香港水務署署長的T.O. Morgan在船灣游船時大膽設想：船灣三面環島，如能修建堤壩把島嶼連起來，便能在海洋中蓄積淡水，有望解決當時嚴重的水荒。此設想很快即付諸實踐，香港于1968年建成全球第一個現代海灣水庫——船灣淡水湖(圖4)。船灣淡水湖庫容2.3億m3，是香港水面面積最大而庫容第二的水庫，其庫容僅次于十年后修建的萬宜水庫，后者的庫容為2.73億m3[19]。萬宜水庫同樣建于海中，為了對抗外海海浪的侵蝕，東西兩條主壩均有主副壩，主壩攔蓄淡水，副壩(弱波堤)對抗海浪侵蝕，主壩和副壩之間建有緩沖區。

　　20世紀70年代起，華東地區亦開展了河口海岸水庫的建設。大塘港水庫和胡陳港水庫都修建于1973年。大塘港水庫位于浙江省象山縣南部，大塘港水庫水面面積4.7 km2，總庫容4 675萬m3，正常蓄水位庫容3 135萬m3[20]，其主要功能是灌溉、防洪、排水和淡水養殖。而胡陳港水庫位于浙江省三門灣，水庫自北向南呈狹長形分布， 水面面積9.4 km2，總庫容8 173萬m3[21]。這兩個水庫都在一定程度上解決了來自東海的潮汐和海水入侵問題，為沿海城市提供淡水。位于浙江省杭州市錢塘江畔的珊瑚沙水庫建于1979年8月，水面面積0.4 km2，水庫總庫容近190萬m3，有效庫容160萬m3。珊瑚沙水庫在退潮時期儲存錢塘江的淡水，是杭州市重要的應急水源之一[22]。20世紀80年代，上海市為了解決寶鋼公司煉鋼用水的水質問題，也在1985年建成了寶鋼水庫(圖5)。該水庫水面面積1.8 km2，庫容1 200萬m3，為寶鋼安全生產發揮了重要作用。在這之后不久的1992年，上海市在寶山區長江江堤外建成了陳行水庫(圖5)。該水庫呈矩形，水面面積1.35 km2，庫容830萬m3[23]。

　　進入21世紀以后，上海市先后在長江河口建立了青草沙水庫(圖6)和東風西沙水庫，其中青草沙水庫是目前全世界最大的河口海岸水庫，最大有效庫容達5.53億m3，設計有效庫容為4.35億m3。水庫擁有總長43 km的大堤，圈圍近70 km2的水面，相當于10個杭州西湖[24]。全部工程始建于2006年，于2010年完工。目前上海市50%的飲用水都由青草沙水庫提供，從而改寫了上海市飲用水主要來自于黃浦江的歷史。而東風西沙水庫位于上海長江口南支上段的北側、崇明島西南部，主要包括水庫圍堤、取水泵站和輸水泵站、管理區、涵閘等。水庫總庫容976.2萬m3，有效庫容890.2萬m3，最高蓄水位5.65 m。2014年1月17日，東風西沙水庫正式實現了通水。該水庫取水口有兩根直徑達3.2 m、總長度達450 m的水管，就像探針一樣伸向庫外的江心深處取水，確保取到水質穩定的長江好水。工程設計近期供水規模為21.5萬m3/d，遠期供水規模為40萬m3/d[25]。

　　3 河口海岸水庫的分類、技術難題及生態環境影響

　　3.1 河口海岸水庫的分類

　　按照水庫在河口海岸地區所處的位置及發揮的作用，筆者將河口海岸水庫分為以下幾種主要類別(圖7)。

　　(1) 河口型水庫(River Mouth Reservoir)。通過封堵已有的入海河道或河口，從而阻止咸潮入侵，進而在上游河道蓄積淡水的水庫。這類水庫是河口海岸水庫在早期常采用的形態，其擋水建筑物可以是河道中的堰或堤壩，如它山堰，也可以是閘門，如海河防潮閘;前者一般修建在比較上游的河道中，而后者則一般位于下游靠近河口處。

　　(2) 海灣型水庫(Estuarine Reservoir)。利用海灣的地勢，通過封堵部分或全部海灣形成封閉的庫區，從而達到蓄積淡水的目的。與河口型水庫相比，海灣型水庫一般具有更大的水面面積和水庫庫容，因而能發揮更大的淡水蓄積作用，如新加坡的濱海灣(Marina Bay)就是典型的海灣型水庫。因地形限制，有時也可通過連接近海的數個島嶼形成人工海灣，其典型代表是香港的船灣水庫。

　　(3) 海岸線型水庫(Coastline Reservoir)。利用天然海岸線的一部分，通過在海中建造堤壩分隔淡水與海水，形成包含原海岸線的庫區，從而達到蓄積淡水阻擋咸潮的目的。與河口型水庫與海灣型水庫不同，海岸線型水庫一般不封堵河口，不影響河道水流與海水的正常交換，淡水蓄積一般通過管道和人工渠道導入庫區，對生態環境的影響相對較小。海岸線型水庫的代表有上海的寶鋼水庫和陳行水庫。