永兴岛是我国新设立的地级市——三沙市的政府所在地,是一座海岛型城市,地处我国南海争议海域的前沿阵地。建设好永兴岛具有重大战略意义,而制约其发展的关键瓶颈便是淡水资源短缺。尽管岛上已建有海水淡化厂,但随着我国南海国家战略的逐步推进,现有设施远不能满足发展需求。因此,解决永兴岛淡水资源短缺问题显得尤为迫切。在此,笔者提出一项方案,供各界参考。
一、基本情况分析
永兴岛东西长约1950米,南北宽约1350米,总面积约2.13平方公里,地势平坦,平均海拔约5米。岛中部有一处干涸泻湖。该岛终年如夏,年均降水量达1509.8毫米,但因风力强劲、蒸发迅速,大量淡水未得到有效利用。
根据岛屿面积及降水量计算,永兴岛每年可从大气降水中获得约321.5874万立方米(即3215.874吨)的优质淡水。然而,这些宝贵的淡水资源目前大多直接流入大海或被蒸发消耗。若能将其大部分截留并加以利用,将对三沙市的开发与建设发挥重要作用。实现这一目标的方法并不复杂——只需建设一套近地面地下水柜网络工程即可。
二、地下水柜网络工程设计方案
笔者此前曾针对城市内涝治理提出过“地下水柜网络工程”的思路,但三沙市的情况有所不同。关键在于:永兴岛的地下水柜需采用不渗透性设计,防止降水向地下渗漏或向空中蒸发,最大限度地留存淡水。这是基于永兴岛独特地理环境的“具体问题具体分析”解决方案。
(一)总体布局:三道封闭式环形排水导流明沟
从岛内至岛外沿海岸线,依次建设三道封闭式排水导流明沟:
1. 第三道明沟(最外围):沿岛外沿线布设,以海水无法侵入为基本原则,确保所有上岛雨水尽可能被截留在第三道明沟以内的区域(包括机场跑道上的降雨,均可通过跑道边缘的导流明沟引入地下水柜)。
2. 第一道明沟:设置在岛内泻湖区附近。
3. 第二道明沟:位于第一道与第三道明沟之间的中间位置。
(二)地下水柜设置
- 在所有明沟附近建设近地面、不可渗透的地下水柜,每个水柜蓄水容量约150立方米。
- 每个水柜设置一个略高于地面的进出口(约1平方米),便于人员检查与维修。
- 间距要求:
- 第一道和第三道明沟附近的地下水柜,每隔约500米设置一个;
- 第二道明沟附近的地下水柜,每隔约1000米设置一个。
- 明沟规格:深度和宽度均为50厘米。
- 沉淀池:在雨水进入地下水柜的位置,建设小型沉淀池,以减少泥沙和杂物进入水柜。
- 建设原则:地下水柜的建设不得影响上方植被生长及行人通行。
(三)配套水厂建设
在泻湖低洼区域,另建一座兼具雨水净化与污水处理功能的水厂,将岛上产生的污水收集至此进行处理后循环利用。
(四)供水系统联动
- 地下水柜内铺设抽水管网,与雨水净化厂相连。当水柜中有积水时,将水抽入净化厂处理,供居民使用。
- 当雨水不足时,启动海水淡化厂作为补充(预计雨水净化成本低于海水淡化成本)。
- 经处理的污水可用于冲厕、洗涤或植物灌溉,优先保障居民饮用水来自天上优质降水,其他用水则实现循环利用。
三、方案优势总结
通过上述三道各自封闭的环形排水导流明沟,可将降落至永兴岛的雨水全部截留在岛内;借助明沟附近的地下水柜,实现雨水的有效蓄存。同时,地下水柜作为雨水净化厂的水源地,可减少净化厂的占地面积。结合泻湖区的雨水净化与污水处理厂,以及现有的海水淡化厂,永兴岛完全有能力建设成为南海往来船只的淡水供应基地。
2012年8月24日完稿于四川遂宁