填岛的意外收获,南沙永暑礁发现大量淡水资源!神奇的淡水透镜体! - 小众知识

填岛的意外收获,南沙永暑礁发现大量淡水资源!神奇的淡水透镜体!

2013年01月27日 14:18:05 苏内容
  标签: 永暑//淡水/填岛
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南沙自古以来就是我国的神圣领土,因为种种原因,大量的岛礁被周边国家非法侵占,近年来,我国在南沙群岛进行了一项宏伟的工程,彻底改变了南海的态势。那就是众所周知的填岛工程。我国利用工程技术的优势,迅速在南海建设成了一系列的岛屿,建设了机场和大量军民设施,设置了三沙市,开始按部就班地实施建设和管辖。

但是,深处大洋的岛屿,始终缺乏淡水资源,近日,一则更加爆炸性的新闻引起了大家的关注,我国科研人员,在南沙的永暑岛,发现了充沛的地下淡水资源,水质完全达到饮用水标准。

在这之前,南沙岛礁的淡水主要靠建造大型钢制贮水罐来解决,填岛过程中,可能也设置了相应的雨水收集工程。但始终存在各种技术问题。现在,南沙的军民再也不用为这些问题发愁了,地下水资源的突破,意味着淡水设施的建设将无需花费巨资,且岛上完全有条件建立自来水管网,岛上的基础设施建设无疑更加完善。永暑岛的战略威慑力量将大幅提升。因此,淡水的发现是我国填岛战略的重大利好,值得隆重庆祝。

在科技如此发达的今天,为什么早没想到打井找水呢?永暑礁的淡水是怎么保存的呢?南沙的其他岛礁上也会发现淡水吗?答案是,其他岛上也会有!今天我们就来科普一下永暑礁的淡水之源,神奇的“淡水透镜体”。

什么是淡水透镜体?

我们知道,油比水轻,淡水也比咸水轻,这是一个密度的问题,轻的淡水,会漂浮在更重的海水之上,这就好比一块油滴漂浮在水面上。但是,降雨带来的淡水会被海水所稀释,怎么会聚集在一起呢?这就需要岛屿的参与,我们把岛屿比作一块多孔的海绵,降雨带来的淡水,会填充在海绵的孔隙之中,聚集在一起,因为密度的差别,这些淡水会整体漂浮在海水之上,形成一种四周薄,中间厚的形状,就像一个巨大的凸透镜,这就是淡水透镜体,又称为盖本-赫兹伯格透镜“(Ghyben-Herziberg Lens)。

实际上,透镜体是地质上一种常见的现象。具有中间厚周边薄特点的固体或液体都叫透镜体,它往往被非渗透性的岩层封闭,在区域性的构造带中,常常是赋存矿体的有利地带,它可以是水、冰和各种矿物,当有烃源条件时,则可能形成石油、可燃冰和天然气资源。

淡水透镜体的形成过程

形成淡水透镜体的关键,是一定面积的岛屿,只有当岛屿的面积足够大,才会聚集足够多的雨水,有研究表明存在淡水透镜体的最小宽度是270m(对印度洋中SaathKeelifig环礁的勘察)。当降雨发生时,一部分蒸发返回大气中,一部分降水则从地表流入海洋,这部分的雨水称为地表径流,这是浪费掉的,当然,我们也可以通过工程给它收集起来。还有一部分的降水,会透过渗透性很强的珊瑚砂层,渗透下去,不断堆积形成透镜体。因为珊瑚岛的岩层实际上是非常疏松的,这个透镜体会和周围的海水发生连接,并在外围形成一个半咸水的过渡带,过渡带的内部,就是淡水了。透镜体的大小和岛屿面积、降水强度和岩石质地有关,它不是固定的,而是随时变化的,甚至是季节性的,雨季时淡水补充及时,透镜体就大,旱季时,透镜体变小甚至消失。

现在我们知道了淡水透镜体的形成原理,我们可以得出一个结论,当永暑礁开始吹填工程的时候,礁盘的下方就开始生成淡水透镜体了,随着岛屿面积的不断增大和降雨的累积,淡水透镜体不断增大,直到被发现。也就是说,南沙的其他岛屿,只要填得足够大,就会形成淡水透镜体,不得不说,这真是一个神奇但又非常真实的现象。

其实,工程科技兔们,早就开始了相关的研究,并发表了相关研究成果,国外的研究也比较充分,我们可以通过这个视频来直观感受一下淡水透镜体的形成。根据相关模型,可以比较容易地预测淡水透镜体的规模,简单说,淡水的深度大约是地下淡水水平面到海平面的距离的四十倍。但真实的情况往往更复杂,淡水透镜体也比较脆弱。根据模拟,当抽取淡水时,会引起半咸水的过渡层发生变形,局部上升,形成倒锥型,如果持续开采,可能导致透镜体被击穿,好比戳破了这个淡水泡泡,引发难以预计的后果。科研人员需要进行大量的模拟,给出合理的开采方案,使之成为一个稳定的可再生资源。


我国拥有众多的海岛(包括新造的热带海岛),大多因缺乏淡水而无法居住和开发,对淡水透镜体的研究,将会极大改变这一情况,为我们的海洋和国家战略,提供强大的技术支撑。



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