『海岛』为海岛“解渴” 中科学家首提新方法增加海岛地下淡水储量淡水|鲁春辉|研究

为海岛“解渴”

我科学家首提新方法增加海岛地下淡水储量

本报采访人员陈席元

对居住在海岛上的人们，淡水是稀缺资源。在开山岛上坚守32年的“时代楷模”王继才，起初有岸上定期送淡水，但他听说每次送水的登陆艇，光是油钱就得花5000元时，就坚决不让人送了。

王继才把雨水导到水窖里，又听从别人的建议，放泥鳅来净化水质。为了节约本就不多的雨水，即便是夏天洗澡，他和妻子王仕花也只用一脸盆的水。

我国是海洋大国，据不完全统计，面积达500平方米以上的岛屿6500多个，有人居住的海岛约450个。

随着社会经济的发展，船运淡水、海水淡化、收集雨水等方法，越来越难以满足日益增长的淡水需求。

然而，淡化1吨海水需要耗费近1吨柴油。如何提高淡水资源安全保障能力，是海岛开发亟待解决的世界性难题。

在河海大学，水文水资源与水利工程科学国家重点实验室副主任鲁春辉教授，已经带领团队研究了2年。

2年前，鲁春辉回到他的家乡江苏南通，拜访了洋口港先期开发的重点区域阳光岛。

“这座岛在南通如东外海13公里处，由人工吹填而成，岛上的淡水是用管道送上去的。 ”鲁春辉说， “当地担忧，万一水源断了，岛上的生产生活怎么办？

在鲁春辉看来， “骨质疏松”的海，是天然的蓄水池。

“雨水落到海岛上，小部分从地表流进海里，还有很大一部分渗透到地下，汇集到海岛地下的沙土或珊瑚礁的孔隙中。 ”鲁春辉解释， “因此海岛下的淡水资源，就像‘灯下黑’ ，以往没能得到太多重视。 ”

他介绍说，国内外学者对海岛地下淡水的研究，多集中在其形成与演变机理、开采方式、影响因素等方面。 “现在的问题是，怎么把不多的淡水储量变大？

“因为淡水密度比海水小，所以在大部分海岛的地下，淡水就像‘漂浮’在海水上，形成类似透镜的状态。 ”鲁春辉告诉采访人员。

“我们叫它‘淡水透镜体’ 。 ”鲁春辉说，淡水透镜体的厚度因岛而异，有的只有几米，有的可达十几米，是可再生的、有限的淡水资源。

“如果能将这些淡水储存起来，海岛就可以实现一部分自给自足，极大地降低经济和生态成本。 ”鲁春辉说，具体方案就是给海岛“套围脖” ，用一层低渗透性介质材料把海岛圈起来。

在国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助下，鲁春辉团队在实验室搭建起一座座砂槽，用不同粒径的砂子充当海岛地下的介质，模拟各种条件下淡水透镜体的变化。

他们在一个玻璃槽里填进大量砂子，模拟海岛；顶部用滴管向砂槽输水，模拟降雨带来的淡水。然后，研究人员在砂子的外侧填充更细的砂子，形成低渗透层；再从低渗透层的外侧输入海水，观察在不同的“降雨”强度下，低渗透层能在多大程度上增加淡水的体积。

每隔1分钟，研究人员就用相机记录一次咸淡水交界面位置的变化。

研究发现，当低渗透层的渗透性，达到“海岛”原始砂子渗透性的十分之一时，就能够显著观察到“淡水储量”的增加。这说明低渗透层有效地阻止了“海水”入侵。

“当然了，实际上能增加多少淡水储量，还受制于海岛几何尺寸、地质条件、降雨强度、潮汐等因素。 ”鲁春辉说。

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