《珊瑚島礁淡水透鏡體的開發(fā)利用》系統(tǒng)介紹了珊瑚島礁淡水透鏡體的生成、動力學過程、開發(fā)利用與保護。
《珊瑚島礁淡水透鏡體的開發(fā)利用》主要內(nèi)容包括:淡水透鏡體的產(chǎn)生、實驗模擬與水文地質(zhì)勘測、淡水透鏡體的數(shù)學模型、淡水透鏡體開采策略、透鏡體的近似計算、淡水透鏡體的管理與保護,以及珊瑚島的形成與地理分布。
《珊瑚島礁淡水透鏡體的開發(fā)利用》可供海島水資源科技工作者、大專院校相關專業(yè)本科生、研究生參考。也可供珊瑚島水資源管理者使用。
珊瑚島礁淡水透鏡體是賦存于珊瑚島內(nèi),漂浮于海水之上的天然地下淡水水體,由降雨滲入地下匯集而成,其形態(tài)中央厚、邊緣薄,宛如一枚透鏡,故稱“淡水透鏡體”。淡水透鏡體是珊瑚島上寶貴的淡水資源。
珊瑚島由珊瑚礁塊、沙礫和貝殼、藻類等生物碎屑堆積,以及膠結與成巖作用形成,出露于海面之上。世界上的珊瑚島集中分布在太平洋、印度洋赤道兩側的熱帶海域和有暖流經(jīng)過的洋面,一些海洋島國就由為數(shù)眾多、大小不等的珊瑚島組成。我國珊瑚島集中于南海海域,尤以西沙為最。珊瑚島以其獨特的戰(zhàn)略地位,以及豐富的油氣、海洋生物資源而在一個國家的經(jīng)濟建設、資源開發(fā)和國防建設中占據(jù)重要地位。
然而,珊瑚島面積一般不大,往往幾平方千米,很多不到一平方千米。狹小的地表面積,特殊的地質(zhì)環(huán)境,使得珊瑚島幾乎沒有可用的地表淡水資源。雖然雨水收集常常是島上重要的淡水來源,但是,珊瑚島所處的海洋地理位置使其在氣候上有旱雨季之分,當長達半年的旱季來臨,特別是受厄爾尼諾一南方濤動影響出現(xiàn)長期干旱時,雨水甚少。這時,淡水透鏡體就是支撐島上居民生活的唯一天然淡水資源。如果淡水透鏡體的底部也像大陸地下水底面有一不透水地層,那么透鏡體的開發(fā)就不會面臨巨大的困難與風險?上В瑑(nèi)嵌于珊瑚島的淡水透鏡體四周及底部被海水包圍,淡水不斷滲漏而流失;特別地,過量開采會使淡水透鏡體萎縮、咸化失去使用功能,大流量抽取又將使海水上涌形成倒錐,甚至擊穿透鏡體,不僅淡水損失嚴重,還可能釀成生態(tài)災難。不過,珊瑚島地表每年承接的雨水回補給透鏡體,會使之再生。這樣,透鏡體始終處于流失一回補的動態(tài)平衡之中。淡水透鏡體的開發(fā)本質(zhì)上就是截取部分流失的淡水加以利用,如若開發(fā)不夠,寶貴的淡水資源也會自動流人海洋。珊瑚島地表疏松多孔,各種污染物質(zhì)極易下滲浸入透鏡體,導致水質(zhì)惡化。凡此種種,表明淡水透鏡體是十分脆弱、最易受到損害的含水層系統(tǒng),自然因素和人類活動都會對透鏡體的水質(zhì)水量帶來影響,嚴重時導致透鏡體枯竭,或者因污染而失去使用功能。因此,對珊瑚島礁淡水透鏡體要科學開發(fā)、充分利用、嚴格監(jiān)管。為此,作者總結了多年從事該項目的科研成果,并撰寫成本書,試圖對珊瑚島礁淡水透鏡體的開發(fā)利用和監(jiān)管保護作一系統(tǒng)介紹。
魏營,遼寧沈陽人,1978年10月出生。2006年畢業(yè)于中國人民解放軍后勤工程學院,獲市政工程碩士學位,2007年獲軍隊科技進步二等獎,在國家和省級刊物發(fā)表論文多篇。
馮孝杰,河南襄城人,1970年11月出生。1994年7月畢業(yè)于四川大學,2005年12月在西南大學獲博士學位,中國人民解放軍后勤工程學院國防建筑規(guī)劃與環(huán)境工程系副教授、中國環(huán)境科學學會國防環(huán)境分會委員。主要從事環(huán)境生態(tài)和核污染防治教學科研工作,先后主研國家、軍隊和地方科研項目10余項,發(fā)表學術論文35篇,參加論證和起草條例1部,主編和參編教材4部、軍事環(huán)境保護叢書1套,獲軍隊育才銀獎1次,榮立三等功1次。
第1章 珊瑚島的地理地質(zhì)特點
1.1 珊瑚、珊瑚礁與珊瑚島
1.1.1 珊瑚
1.1.2 珊瑚礁
1.1.3 珊瑚島
1.2 珊瑚島的地理分布
1.3 中國的珊瑚島礁
1.3.1 東沙群島
1.3.2 中沙群島
1.3.3 西沙群島
1.3.4 南沙群島
第2章 淡水透鏡體的產(chǎn)生
2.1 珊瑚島的水文地質(zhì)特征
2.1.1 雙含水層結構
2.1.2 水文地質(zhì)參數(shù)
2.2 淡水透鏡體的形成與特征
2.2.1 降雨
2.2.2 珊瑚島的植被
2.2.3 蒸發(fā)與騰發(fā)
2.2.4 淡水透鏡體的生成
2.2.5 淡水透鏡體的特征
2.3 淡水透鏡體的影響因素
2.3.1 自然因素
2.3.2 人為因素
第3章 淡水透鏡體的實驗模擬與現(xiàn)場勘測
3.1 水文地質(zhì)參數(shù)實驗室測量
3.1.1 粒徑分析
3.1.2 孔隙率
3.1.3 滲透系數(shù)
3.1.4 給水度
3.1.5 彌散度
3.2 水文地質(zhì)參數(shù)現(xiàn)場測量
3.2.1 滲透系數(shù)
3.2.2 給水度
3.2.3 彌散度
3.3 西沙永興島的抽水試驗
3.3.1 試驗布置
3.3.2 試驗與參數(shù)計算
3.4 淡水透鏡體的室內(nèi)模擬
3.4.1 試驗裝置
3.4.2 試驗方法
3.4.3 試驗結果分析
3.5 高密度電法測量永興島淡水透鏡體
3.5.1 高密度電法
3.5.2 永興島測線布置
3.5.3 數(shù)據(jù)解釋
……
第4章 淡水透鏡體數(shù)學模擬基礎
第5章 淡水透鏡體的二維數(shù)學模型
第6章 淡水透鏡體的三維數(shù)學模型
第7章 淡水透鏡體開采策略
第8章 淡水透鏡體的近似計算模型
第9章 淡水透鏡體的水質(zhì)凈化
第10章 淡水透鏡體的管理與保護
參考文獻