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淡水透镜体受到的威胁与保护措施

更新时间:2025-01-10 工作计划 版权反馈
【摘要】:自然灾害和人类不适当活动是对淡水透镜体的巨大威胁。厄尔尼诺与拉妮娜引起的气候异常,对太平洋小岛的淡水透镜体更有严重的影响。在干旱期间,淡水透镜体将收缩。在一些太平洋岛国,由于人口自然增长,移居城市造成的人口膨胀增加了对供水的需求,淡水透镜体淡水大量被抽走,人口集中的地方尤为明显。

珊瑚岛上的淡水透镜体有的可以长期持续存在,而有的又容易枯竭和消失,后者主要是突发自然灾害和人类不适当活动所造成的。自然灾害和人类不适当活动是对淡水透镜体的巨大威胁。自然灾害的威胁难以避免,人类活动的威胁则是可以防止的。人类活动的威胁主要是过量抽取和来自地表的各种污染。

(1)自然灾害的威胁

威胁小岛淡水透镜体的自然灾害主要是长期干旱,对海拔高程较低的小岛,还有风浪的冲刷淹没,尤其是剧烈的热带气旋带来的狂风巨浪的冲刷淹没。热带气旋对许多小岛都是一个严重的威胁,它们常常引起大范围的灾害,产生强烈的风浪,将部分或整个岛屿淹没,导致海水侵入淡水透镜体。厄尔尼诺与拉妮娜(El Niño and La Niña)引起的气候异常,对太平洋小岛的淡水透镜体更有严重的影响。主要是随着干旱频率增加、气旋活动增强、海面上升和岛屿漫顶的风险增加,气候异常会增加这些威胁的严重性和频度。

太平洋上的干旱与厄尔尼诺-拉妮娜紧密相关。在厄尔尼诺现象期间,太平洋南、北部分的岛屿受到干旱影响;而太平洋中部,则在拉妮娜期间受到干旱的影响。在干旱期间,淡水透镜体将收缩。

在一些平均降雨量相对较小而年均降雨量变差系数较大的岛上,只有大透镜体才能存续到大干旱末期。在严重的干旱时期,一些小岛的地下淡水极易耗尽。

狂风巨浪掀起的海水漫顶会引起地下淡水盐化。曾有一次暴风浪推动海水漫越了马绍尔群岛中Enewetak岛的部分区域,地下水中含盐量骤然升高,6个月后,地下水的含盐量才降到风浪之后水中含盐量的15%~25%。2005年,一场暴风浪导致海水入侵北Cook群岛的三个岛屿,淡水透镜体的盐分迅速升高,12个月后才得以消散。

尽管干旱和海水冲刷对透镜体有重要影响,但是影响是暂时的,在干旱或海水泛滥之后几个月或几年,降雨回补就会使淡水透镜体得以恢复。相比之下,海面上升产生的影响则具有持久性。不过已有学者用SUTRA二维模型模拟了海面上升和回补变化对透镜体的影响,发现只要岛屿边沿不丧失,即使海面上升1 m,对透镜体也几乎没有影响。事实上,淡水层的厚度和容积预计还会稍微增加一些,因为淡水透镜体赋存在岛屿上部低渗透率的全新世沉积层中,海面上升增大了海面到不整合面之间的距离。然而,如果岛屿边沿的陆地丧失了,那么岛屿的面积就会减少,随之而来的就是淡水透镜体的容积减少。一些极端事件(如暴风浪)最能产生海岸的侵蚀,而使陆地面积减少。(www.xing528.com)

除了干旱、海水冲刷和潜在的海面上升外,还有一些极端事件(如海啸、地震)也对珊瑚岛带来影响,破坏地下水资源。海啸会严重冲击许多岛屿,对海岸带来破坏。海底山崩也会产生灾难性的破坏,使许多岛屿的部分甚至全部丧失,淡水透镜体也就随之受到破坏。

(2)人类活动的威胁

人类活动对淡水透镜体的威胁主要是地下水的过量抽取和来自于地表的各种污染。其他威胁包括采集建筑材料而使沙土减少,以及海岸工程引起的海水侵蚀等。在一些太平洋岛国,由于人口自然增长,移居城市造成的人口膨胀增加了对供水的需求,淡水透镜体淡水大量被抽走,人口集中的地方尤为明显。供水管网存在种种问题,引起水的大量漏失。漏失主要是从管道、阀门、水龙头、贮水箱和其他盛水装置漏水产生的。造成漏失的因素很多,包括水压高、土壤特性与下沉、管道与设备锈蚀、原有设计与建造方法不合理等,特别是老旧管道老化锈蚀,漏失率很高,石棉水泥管的漏失率也高。还发现,雨量充沛地区的漏失率比雨量少的地方高,沙土中的漏失率比黏土的高,陡坡的漏失率比平地的高,低水费地区的漏失率比高水费的地方高。在一些珊瑚岛上供水系统的漏失可达到总供水量的50%以上,大量淡水的流失迫使人们从透镜体中抽取更多的淡水来满足供水需求,这又造成了对透镜体的过度抽取。

过度抽取可能是全岛范围内的,也可能是局部的。局部过量抽取常常是从井孔中因不适当抽取而造成的,这会产生过渡带倒锥而增加水中的含盐量。全岛范围内超过可持续开采量的过度抽取可能是由于缺乏对透镜体的了解、资料不足或者没有严格的监管,也可能是使用了不合适的抽水系统,或者供水需求压力太大不得不以超出可持续抽水率的流量抽水。在太平洋和印度洋岛国的许多珊瑚岛上,已出现地下淡水过量抽取,面临地下水资源枯竭的危险。尽管这通常是季节性的,也与干旱或大量旅客人流导致的高需求有关,但是,在一些人口密集的岛上,这已是一种永久性的问题,或正在浮现。在这些地方,水的消耗超过了雨水补给,需要寻求替代水源。另外,在一些岛上,抽取地下水几小时后井水抽干,停顿一段时间井水又得以恢复,但恢复时间往往比抽水时间要长。这种情形并非一定是缺乏淡水,而是在有限的面积上抽水率过高。

至于地表污染,则会严重破坏淡水透镜体的水质,造成健康风险,也减少了可用水量。淡水透镜体的污染是一个普遍而又复杂的问题,需要进行深入分析。

除了这些直接的威胁外,法律、法规不健全,不适当的规章制度,有限的财力以及管理人员缺乏专业培训等都会给淡水透镜体的水质和水量带来负面影响。

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