永兴岛淡水透镜体的时间变化规律及其影响因素
2019-04-13黎大宁许洁馨陈法锦
黎大宁，许洁馨，赵 辉，陈 举，盛 冲，陈法锦
（1.广东海洋大学海洋与气象学院，广东 湛江 524088；2.中国科学院南海海洋研究所，广东 广州 510301；3.广东省近海海洋变化与灾害预警重点实验室，广东 湛江 524088）
珊瑚岛地下淡水存在形态为中央厚，边缘薄，宛如一枚透镜，故称为淡水透镜体[1]。透镜体淡水是珊瑚岛上宝贵的淡水资源，是主要饮用水源，它的开发和利用可基本解决或极大缓解岛屿的供水困难，有极大的经济、军事和社会效益。为此，学界就淡水透镜体的生消和透镜体淡水的合理开发利用、保护修复等问题开展了调查研究、勘探、室内测试与数值模拟[2-9]。
永兴岛是三沙市人民政府驻地，也是中国南海诸岛政治、经济中心，是南海自然形成岛屿面积最大的灰沙岛，而淡水透镜体是永兴岛唯一的天然地下淡水源，直接影响岛上居民的生产生活和岛屿生态环境[10]。科研人员通过分析岛屿面积大小、水文地质特性、降雨与地下水抽取、潮汐、植被等自然和人为因素，研究永兴岛淡水透镜体的大小、厚度、水质[2-3,10]，并应用Ghyben-Herzberg关系和质量守恒关系导出永兴岛淡水透镜体的数学模型模拟透镜体的演变过程，通过数值求解获得永兴岛淡水透镜体的包络面，制作永兴岛淡水透镜体等深图和淡水透镜体三维视图[1-2]；采用二维数值模型或变密度流构建的淡水透镜体三维数学模型，求得永兴岛淡水贮量变化较降雨量变化均滞后1 ~ 2个月，淡水透镜体最大厚度 < 20 m[11]。国内针对永兴岛地下淡水透镜体的研究主要以实验室测定或数值模拟为主，虽对制定淡水透镜体开采策略和管理保护措施，预测珊瑚岛淡水透镜体的动力学过程有重要作用，但这些成果多基于单一物理模型，存在较多不确定性，不能真实反演淡水透镜体的赋存演化机制，在具体地下水抽取管理工作中易误导并造成过量开采，而且由于缺乏实测资料，对永兴岛淡水透镜体的时间变化特征并不清楚。本研究对永兴岛淡水透镜体进行长时间序列、高分辨率、多参数现场观测，获得1 a的水位、气象数据以及1季度的潮汐资料，并结合卫星遥感数据，从气候态角度出发，探索永兴岛淡水透镜体的演变规律，分析淡水透镜体的时间变化特征及其影响因素。
