一种珊瑚礁砂地下淡水赋存和使用方法与流程

本发明属于市政工程领域，涉及一种地下淡水赋存和使用方法，特别涉及一种珊瑚礁砂地下淡水赋存和使用方法。。

背景技术：

海岛由于与同纬度大陆地区相比，降水少、蒸发大且地形地貌特殊，因而可利用的径流量少，地下水赋存条件差、利用困难。海岛的淡水供应主要来自常规水源供水、大陆引水和非常规水源供水三部分。常规水源包括地表水和地下水，对于陆域面积较小、地形地貌复杂或者气候干旱的海岛，地表径流短小甚至没有，地表水供应则无法保证；而海岛的环境水文地质条件脆弱，地下水开采后难以得到补充，不能作为长期饮用水源。大陆引水受地域条件限制、持续消耗人力物力，海水淡化水等非常规水源则需要消耗大量能源。

我国南海地区正进行着大规模的吹填造岛建设，这些岛屿都是珊瑚砂岛，珊瑚砂渗透性高，保水性差，雨水不能留存。而淡水是岛礁上生产、生活必须用水，如果从大陆通过船只运送淡水，成本高，水资源数量有限。

技术实现要素：

本发明的目的是解决远离大陆且雨水无法保留的海岛的淡水资源供应问题，提供一种珊瑚礁砂地下淡水赋存和使用方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种珊瑚礁砂地下淡水赋存和使用方法，其特征在于，包括以下步骤:

1)采用潜水员或水下机器人按照设计深度和范围对珊瑚礁周围进行水下场地平整，形成集水区施工域。

珊瑚礁周围设置有箱筒型基础防波堤，箱筒型基础防波堤包围所述施工域。

2)在施工区域水下铺设双层复合土工膜。所述复合土工膜一端固定于原珊瑚礁上，一端则固定在箱筒型基础防波堤上。

3)在铺设的双层复合土工膜上吹填一层钙质砂。

4)预制若干个集水井。所述集水井为一中空体。所述集水井的顶端安装有井盖。所述井盖的上表面向中心凹陷。所述井盖的中心是通往内部的泄水孔。集水井的侧壁和底部均设置孔洞，孔洞中填充低渗透性的材料。

围绕原珊瑚礁沿安放若干个预制集水井。这些集水井放置在吹填的第一层钙质砂上，集水井顶部高出海平面，

5)继续吹填钙质砂，使集水井埋入钙质砂中。钙质砂层的顶面形成地面。地面高度低于集水井的顶盖。

6)在所述地面上铺设路面。路面高度高于集水井的顶盖。

7)设置给水系统。所述给水系统包括若干竖直抽水管和抽水管，以及水泵房及输水管。若干抽水管均接入输水管。每一根竖直抽水管的下端均从一个集水井的泄水孔插入集水井中。每一根竖直抽水管的上端均接入抽水管。

8)下雨后，雨水通过地表渗透进入集水井，当集水井中的水位高出地下水位后，集水井中的淡水通过集水井侧壁和底面的孔洞向周围钙质砂中渗透，排挤海水，使靠近集水井周围的地下水逐渐淡化。

9)经过长时间的渗透和排挤过程，整个珊瑚岛礁周围的水体逐渐变成淡水。

10)需要用水的时候，用连接输水管的水泵从集水井中抽取地下水使用。。

本发明既能解决珊瑚礁邻近海岛的淡水问题，又不占用海岛生产生活用地，将基础设施建设与吹沙填海相结合，建成后不需要消耗额外的能源或人力物力便能维持正常运转，与现有淡水资源供应方式相比具有良好的经济效应。且集水井既能集水又能蓄水，能保持淡水资源开发与利用的平衡，在远离大陆且无地表径流的海岛淡水资源的长期供应上具有很大优势。本发明不仅可用于以上情况，在存在地表径流的海岛，还可作为地表淡水供应的补充，甚至可将珊瑚礁周围海水淡化，使吹填的钙质砂适于种植，而收集的地下水也可用于灌溉。

附图说明

图1集水井群径向剖面图

图2集水井群切向剖面图

图3集水井剖面图

图4集水井平面布置图1

图5集水井平面布置图2。

图中：珊瑚礁1、路面2、箱筒型基础防波堤3、抽水管4、竖直抽水管401、集水井5、井盖501、泄水孔5011、土工膜6、水泵7。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

一种珊瑚礁砂地下淡水赋存和使用方法，包括以下步骤:

1)参见图1，采用潜水员或水下机器人按照设计深度和范围对珊瑚礁1周围进行水下场地平整，形成集水区施工域。

珊瑚礁1周围设置有箱筒型基础防波堤3，箱筒型基础防波堤3包围所述施工域。

2)在施工区域水下铺设双层复合土工膜6。所述复合土工膜6一端固定于原珊瑚礁1上，一端则固定在箱筒型基础防波堤3上。

3)在铺设的双层复合土工膜6上吹填一层钙质砂。

4)预制若干个集水井5。集水井5由工厂统一预制，如图3所示，所述集水井5为一中空体。所述集水井5的顶端安装有井盖501。所述井盖501的上表面向中心凹陷。即顶盖中间低，四周高，坡度为4％，采用该顶盖既能保证积水效率，又能减少淡水蒸发，还能方便施工和维修。所述井盖501的中心是通往内部的泄水孔5011。泄水孔5011用于插入垂直抽水管，使得集水井中的水可输送到需要的位置。集水井5的侧壁和底部均匀设置孔洞，孔洞中填充粘土等低渗透性的材料。使集水井中收集的雨水能渗出，淡化周围的海水。

围绕原珊瑚礁1沿安放若干个预制集水井5。这些集水井5放置在吹填的第一层钙质砂上，集水井5顶部高出海平面，

实施例中，这些集水井5可以如图4那样分布在环绕珊瑚礁1的两个圆周上；也可以如图5那样分布在珊瑚礁1的周围，并呈点阵状分布(6行、6列)。

5)继续吹填钙质砂，使集水井5埋入钙质砂中。钙质砂层的顶面形成地面。地面高度低于集水井5的顶盖501。优选地，为防止管道堵塞同时避免颗粒物进入影响水质，竖直抽水管下端应安装滤网。竖直抽水管与水平抽水管的连接宜为可拆卸，便于移开集水井顶盖对集水井进行定期清理和维修。

6)在所述地面上铺设路面。路面高度高于集水井5的顶盖501。实施例中，可采用用粘土、沥青或者水泥砂浆等渗透性小的材料在吹填路面上进行找坡，坡度为4％。

7)设置给水系统。所述给水系统包括若干竖直抽水管401和抽水管4，以及水泵房及输水管。若干抽水管4均接入输水管。每一根竖直抽水管401的下端均从一个集水井5的泄水孔5011插入集水井5中。每一根竖直抽水管401的上端均接入抽水管4。

8)下雨后，雨水通过地表渗透进入集水井5，当集水井5中的水位高出地下水位后，集水井5中的淡水通过集水井侧壁和底面的孔洞502向周围钙质砂中渗透，排挤海水，使靠近集水井周围的地下水逐渐淡化。

9)经过长时间的渗透和排挤过程，整个珊瑚岛礁周围的水体逐渐变成淡水。

10)需要用水的时候，用连接输水管的水泵7从集水井5中抽取地下水使用。。