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