深度解读2020高考真题系列：南沙永暑岛为什么会存在“淡水透镜体”

深度解读 2020 高考真题系列：南沙永暑岛为什么会存在“淡水透镜体” 珊瑚岛才是天然“淡水透镜体”存在的绝佳环境 珊瑚周围强大的海浪把古代珊瑚冲刷成碎块（砾）和细小颗粒（砂），堆 积在珊瑚礁上。在水下时是为暗沙或滩，露出水面时则成为沙洲或岛屿。这样 形成的岛也叫作灰砂岛。露出海面的灰砂岛能够承接降水，如果面积足够大， 就能将可观的淡水储存在地下的珊瑚砂砾中，与周围海水达成某种动态平衡， 形成岛屿地下的淡水透镜体 珊瑚礁灰砂岛淡水透镜体示意图 近几年的南海人工填岛工程也顺便造出了几处地下淡水资源。最典型非永 暑岛莫属。今年的高考题 7~8 就是以永暑岛地下淡水为背景。 从永暑礁到永暑岛永暑礁位于南海国际航道的中间位置，离万安滩只有 400 公里，它的战略地位 可见一斑。永暑礁是一座大型单体环礁，最长约 26 公里，最宽约 7 公里，全部礁 环面积达到 108 平方公里。永暑礁整体呈椭圆形，中间是一个面积占岛屿一半的泻 湖，将整个礁坪隔成西南和东北两大区域，其中西南区域面积约 4.4 平方公里的礁 坪发育完整，地质坚硬，涨潮时被海水淹没，退潮时露出水面，具有良好的造岛基 础，最适合填海造陆。 我国在 2014 年 8 月开始对永暑礁西南礁坪进行大规模的吹沙填海工程，2015 年 4 月基本完成填海造陆工作，用时仅 8 个月，2.8 平方公里人工岛便完工，被称 为“基建狂魔”可谓实至名归。2016 年初，地质科研人员在永暑岛上钻探 27 个钻孔，其中在 11 个点位发现了 淡水。永暑岛之所以能在建成后短短一年内，就出现地下淡水，主要原因是“淡水 透镜体”的作用。 淡水透镜体 淡 水 透 镜 体 （ Freshwater lens） 是 指 在 岛 屿 的 地 下 ， 有 一 块 像 凸 透 镜 一 样 ， 中 间 厚 四 周 薄 的 淡 水 层 。 如 下 图 永 暑 岛 存 在 “ 淡 水 透 镜 体 ” 的 条 件 地质 永暑礁原来是一片暗礁，由珊瑚和其他造礁生物在长期地质年代中营造而成的海底 隆起构造。珊瑚岛礁的底部是年代久远的溶蚀灰岩，上面的溶洞和孔隙发育非常好，渗 透性强，海水容易通过，无法形成淡水透镜体；随着人工岛礁的建设，挖泥船将周围的 碎珊瑚和浅地表岩层砂石集中，形成了一个低渗透性地层覆盖在老灰岩地层之上，海水 不易渗入，地表积累的雨水却容易留存，具备了形成“淡水透镜体”的基本条件 气候 气候 永暑岛位于北纬 9°附近，属于热带雨林气候。平均年降雨量 2000 毫米以上。大量 雨水渗入地下，形成一个内嵌于永暑岛的“淡水透镜体”。淡水透镜体的密度小于海水 密度，又由于新老地层过渡带的存在，地下淡水漂浮于咸水之上。由于压力不同，这片 淡水区域边缘薄，中间厚，宛如一个透镜体形状，“淡水透镜体”由此而得名。丰富的 降雨不仅能够为岛屿带来充足的淡水来源，而且这些淡水能够快速冲刷岛屿土 地的盐分。因为永暑岛填岛材料是海底砂砾，拥有大量盐分，经过雨水冲刷， 盐分很快被雨水冲刷干净，为岛屿形成地下淡水资源提供条件。 面积 还必须具备的另一个条件，就是这个“淡水容器”要有一个足够大的容器开口去承 接雨水从而转化为地下水。这就要求岛礁的面积要达到一定规模，很多南海岛礁由于陆 地面积过小，无法积累足够的雨水，永暑岛面积接近 2.8 平方公里，“淡水透镜体”的形 成宽度已经满足要求。 需要注意的是：永暑岛有了淡水资源，但并不是取之不尽的，因为“淡水透镜 容器”里的淡水都来源于雨水收集，而且这个淡水透镜体的体积是随着降水、抽水 流失的变化而变化。降雨时，透镜体得到回补，厚度增大，储量增加；抽水和流失 时厚度减小，储量变少。过量使用地下淡水会使得地下咸水层的水平面上升，井里打上来的水就会变成咸水。若地下咸水层的水平面持续上升，就有可能产生海水倒 灌的现象。 永暑岛发现淡水意义 对于一个海岛来说，最重要的资源就是淡水。永暑岛“淡水透镜体”的存在， 让永暑岛从最初的永暑礁一角，一举建设成为一座小型海上城市，永暑岛担负着南海桥 头堡的角色，这里不仅是我国未来南海军事保障基地，还是深入南沙的补给运转中心。 而地下淡水资源的发现，更是补齐了海岛水资源缺乏的短板。 高考真题 （2020·全国 I）利用大型挖泥船将海底岩石搅碎，并将碎石和泥沙一起吹填 造地，成为在海中建设人工岛的主要方式。图 3 示意人工岛地下淡水分布。据此完 成 7～8 题。 图 3 7.参照图 3，在造岛物质满足水渗透的前提下，人工岛形成并保持相对稳定的 地下淡水区的 条件是①降水充沛且季节分配均匀 ②降水充沛且季节集中 ③人工岛足够长 ④人工岛足够宽 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 试题解析：“在造岛物质满足水渗透的前提下，人工岛形成并保持相对稳定的 地下淡水区的 条件是”渗漏说水源来自地面（降水）；相对稳定说明降水充沛且 季节分配均匀；人工岛长则狭窄，汇水面积小，淡水少，两侧海水易入侵，且雨水 容易汇入海中。宽，汇水面积大，便于储存，淡水量多，且能防止海水入侵。 8.人工岛的地下淡水一般不作为日常生产生活水源，主要因为其 A.取水难度大 B.开采周期长 C.水质较差 D.储量较少 试题解析:人工岛这么难度大的建设都不在话下，取点水就更不是问题；水质 差，饮用、灌溉可能难度大，但是洗洗马路什么的还不成问题，再说，说水质差没 有依据（大气降水，人类活动又少）；过度使用岛上淡水资源，会引起海水倒灌， 使岛屿上水体盐多上升，严重的话，海水入侵可能改变土体结构，引发地陷的问题。 参考答案：B D