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海底淡水

什么是海底淡水?

海底淡水是指自然界赋存于海底之下具有较大空隙度的地层或构造中的淡水资源,以及沿着这些含水地层或构造在海底的出口喷涌而成的海底淡水泉或渗泄而成的弥散型海底淡水泉。

海底淡水的来源

地球的表面70%是水,但可供人使用的淡水却不是很多,随着人口的增长,环境污染的加剧,淡水资源日趋紧张,于是科学家把目光转向了海洋。

 

科学家们在海底发现有甘甜的淡水,而且数量惊人。例如,在希腊东南面的爱琴海,海底有一处涌泉,一昼夜能流出100万立方米淡水。

 

海底的淡水是从何处来的呢?各国科学家经过艰辛探索,提出了不少理论,主要有渗透理论、凝聚理论、岩浆理论、沉降理论等。

 

渗透理论认为,海底的淡水来自陆地。海洋每年有33万立方公里的海水被蒸腾,化为雨雪降到陆地上之后,一部分渗入地下,遇到不透水的岩层,便形成了蓄水层。如果这蓄水层靠近大海,淡水就有可能透过海岸流入海底的岩层中。凝聚理论认为,地面上的淡水渗入海底只能达到一定界限,但实际上在这一界限以下仍有淡水,显然这些淡水不是来自陆地。海底的有些海水是那里空气中的水蒸气凝聚而成的。岩浆理论认为,地球深处存在着放气带,那里每时每刻都释放出数量惊人的气体,其中有大量的氧气和氢气,它们相互结合便形成了岩浆水(又称原生水)。据推算,地球内部有140亿立方公里的原生水,约为地球表面水量的10倍,沉降理论则认为,地下水的起源与海底沉积物的沉积过程相联系。海水中携带的大量泥沙,一层层地沉积在海底,下层的沉积物在重力的作用下,把水分挤出来;被挤压的水又随沉积物的下降,被带入地层深处,形成了地下水。

 

不管哪一种理论更符合实际,但在海底有藏量丰富的淡水,这是不争的事实。科学家们设想,有朝一日在海上建成淡水厂,用钻机像钻石油一样钻淡水。人们期待这一日尽快到来。

海底淡水的形成

中国科学院南海海洋研究所副研究员刘海龄认为,一方面,在很久以前的地质历史时期,现在的一些海底原来可能是陆地,陆地上众多的河流和湖泊为形成地下含水层创造了有利条件。在历经海陆变迁后,其中的水分可被原封不动地保存下来;另一方面,海底含水层中的原积咸水在自然条件下,经地下水质点的弥散作用和对流作用可自发淡化成淡水,成为海底淡水的次生源。

 

早在上世纪80年代末90年代初,就有专家来到嵊泗县,根据长江三角洲地区古地理位置及水文地质特征,推断嵊泗海域可能存在长江古河道,海底蕴藏着丰富的淡水资源,可以开发作为岛上居民生活用水。

 

希腊爱琴海海底的一处涌泉,一昼夜能流出100万立方米淡水。

 

海底淡水资源的生成、聚集和保存需要一定的地质条件。原生的地表淡水需运移、过滤、储存到海底之下有一定保护作用的盖层地区才能保存。而新生代近岸区海平面相对于陆棚边缘的频繁升降变化,正好为河口海底淡水的形成创造了良好的“生、运、滤、储、盖”组合条件。

 

目前我国海底淡水主要集中在大型河口地区、沿海多个海滩区。根据资料对珠江河口初步估计后的数据显示,该河口海底淡水资源的静储量在12亿—16亿立方米之间,天然补给量可达每年40万立方米,一经开采,水力梯度增大而引起的开发补给量可达每年80万立方米。

 

径直涌入海洋的地下水则以泉的形式出现于世界许多近岸地区,如美国弗罗里达两岸,环太平洋的多个地区等。在希腊东南面的爱琴海海底有一处涌泉,一昼夜就能流出100万立方米海底淡水。我国也有如大连湾的“海中龙眼”泉等。有些海泉淡水量大到可以满足当地人的用水需求。

海底淡水的开发利用

法国打出的淡水井,水流量可达每秒100升。

 

舟山地处海岛,整个舟山的缺水量达1.6亿立方米。嵊泗县404个岛屿用水主要依靠小水库、海水淡化、从上海运水,其中海水淡化提供的水源占了大部分。但目前海水淡化每吨至少需要34元,从1998年施行的舟山大陆引水应急工程投资3亿多元,其引来的争议又不断。早有专家指出,如果缺水城市全部调水,将带来水资源的根本枯竭。此外,只要引水量超过其河流量的40%%,势必引起泥沙淤积,河道堵塞,破坏当地的生态环境。

 

因此,我国在浙江舟山群岛附近海域打出第一口海底淡水井,也为解决沿海地区淡水紧缺问题提供了一种思路。

 

海底淡水的实际应用可追溯到1498年。当年,哥伦布率领的航行队在奥里诺科河口海域中意外获得淡水,解决了船上断水危机。世界上首次实现的海底工业化取水发生在法国。2003年法国纳菲雅水公司在意大利芒冬和凡蒂米之间把一个郁金香花形的不锈钢管固定在海床上,让海底36米深处的淡水沿管道喷射出海面,倾泻进一个花冠形容器中,而后再用管道输送上岸,水流量可达每秒100升。

 

海底找水难在海洋上作业投资大、工艺复杂。

 

但目前我国对海底淡水主要还停留在探测阶段,尚未进行工业化利用,研究也几近空白。

有专家认为,海底找水难在海洋上作业投资大、工艺复杂,同时也难在改变人们的观念。在解决水资源供需矛盾时,人们习惯于将目光集中在地表淡水上。淡水资源紧缺是当今世界面临的一个重大问题,而海底淡水具有资源储量大、水质好、无污染的优点。如果有一天能够将“像钻石油一样钻淡水”的设想变为现实,对海底淡水资源合理开发,将有助于缓解近海岛屿和沿海城市淡水资源紧张的状况。


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