本發明屬于市政工程領域，涉及一種地下淡水賦存和使用方法，特別涉及一種珊瑚礁砂地下淡水賦存和使用方法。。

背景技術：

海島由于與同緯度大陸地區相比，降水少、蒸發大且地形地貌特殊，因而可利用的徑流量少，地下水賦存條件差、利用困難。海島的淡水供應主要來自常規水源供水、大陸引水和非常規水源供水三部分。常規水源包括地表水和地下水，對于陸域面積較小、地形地貌復雜或者氣候干旱的海島，地表徑流短小甚至沒有，地表水供應則無法保證；而海島的環境水文地質條件脆弱，地下水開采后難以得到補充，不能作為長期飲用水源。大陸引水受地域條件限制、持續消耗人力物力，海水淡化水等非常規水源則需要消耗大量能源。

我國南海地區正進行著大規模的吹填造島建設，這些島嶼都是珊瑚砂島，珊瑚砂滲透性高，保水性差，雨水不能留存。而淡水是島礁上生產、生活必須用水，如果從大陸通過船只運送淡水，成本高，水資源數量有限。

技術實現要素：

本發明的目的是解決遠離大陸且雨水無法保留的海島的淡水資源供應問題，提供一種珊瑚礁砂地下淡水賦存和使用方法。

為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的，一種珊瑚礁砂地下淡水賦存和使用方法，其特征在于，包括以下步驟:

1)采用潛水員或水下機器人按照設計深度和范圍對珊瑚礁周圍進行水下場地平整，形成集水區施工域。

珊瑚礁周圍設置有箱筒型基礎防波堤，箱筒型基礎防波堤包圍所述施工域。

2)在施工區域水下鋪設雙層復合土工膜。所述復合土工膜一端固定于原珊瑚礁上，一端則固定在箱筒型基礎防波堤上。

3)在鋪設的雙層復合土工膜上吹填一層鈣質砂。

4)預制若干個集水井。所述集水井為一中空體。所述集水井的頂端安裝有井蓋。所述井蓋的上表面向中心凹陷。所述井蓋的中心是通往內部的泄水孔。集水井的側壁和底部均設置孔洞，孔洞中填充低滲透性的材料。

圍繞原珊瑚礁沿安放若干個預制集水井。這些集水井放置在吹填的第一層鈣質砂上，集水井頂部高出海平面，

5)繼續吹填鈣質砂，使集水井埋入鈣質砂中。鈣質砂層的頂面形成地面。地面高度低于集水井的頂蓋。

6)在所述地面上鋪設路面。路面高度高于集水井的頂蓋。

7)設置給水系統。所述給水系統包括若干豎直抽水管和抽水管，以及水泵房及輸水管。若干抽水管均接入輸水管。每一根豎直抽水管的下端均從一個集水井的泄水孔插入集水井中。每一根豎直抽水管的上端均接入抽水管。

8)下雨后，雨水通過地表滲透進入集水井，當集水井中的水位高出地下水位后，集水井中的淡水通過集水井側壁和底面的孔洞向周圍鈣質砂中滲透，排擠海水，使靠近集水井周圍的地下水逐漸淡化。

9)經過長時間的滲透和排擠過程，整個珊瑚島礁周圍的水體逐漸變成淡水。

10)需要用水的時候，用連接輸水管的水泵從集水井中抽取地下水使用。。

本發明既能解決珊瑚礁鄰近海島的淡水問題，又不占用海島生產生活用地，將基礎設施建設與吹沙填海相結合，建成后不需要消耗額外的能源或人力物力便能維持正常運轉，與現有淡水資源供應方式相比具有良好的經濟效應。且集水井既能集水又能蓄水，能保持淡水資源開發與利用的平衡，在遠離大陸且無地表徑流的海島淡水資源的長期供應上具有很大優勢。本發明不僅可用于以上情況，在存在地表徑流的海島，還可作為地表淡水供應的補充，甚至可將珊瑚礁周圍海水淡化，使吹填的鈣質砂適于種植，而收集的地下水也可用于灌溉。

附圖說明

圖1集水井群徑向剖面圖

圖2集水井群切向剖面圖

圖3集水井剖面圖

圖4集水井平面布置圖1

圖5集水井平面布置圖2。

圖中：珊瑚礁1、路面2、箱筒型基礎防波堤3、抽水管4、豎直抽水管401、集水井5、井蓋501、泄水孔5011、土工膜6、水泵7。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步說明，但不應該理解為本發明上述主題范圍僅限于下述實施例。在不脫離本發明上述技術思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應包括在本發明的保護范圍內。

一種珊瑚礁砂地下淡水賦存和使用方法，包括以下步驟:

1)參見圖1，采用潛水員或水下機器人按照設計深度和范圍對珊瑚礁1周圍進行水下場地平整，形成集水區施工域。

珊瑚礁1周圍設置有箱筒型基礎防波堤3，箱筒型基礎防波堤3包圍所述施工域。

2)在施工區域水下鋪設雙層復合土工膜6。所述復合土工膜6一端固定于原珊瑚礁1上，一端則固定在箱筒型基礎防波堤3上。

3)在鋪設的雙層復合土工膜6上吹填一層鈣質砂。

4)預制若干個集水井5。集水井5由工廠統一預制，如圖3所示，所述集水井5為一中空體。所述集水井5的頂端安裝有井蓋501。所述井蓋501的上表面向中心凹陷。即頂蓋中間低，四周高，坡度為4％，采用該頂蓋既能保證積水效率，又能減少淡水蒸發，還能方便施工和維修。所述井蓋501的中心是通往內部的泄水孔5011。泄水孔5011用于插入垂直抽水管，使得集水井中的水可輸送到需要的位置。集水井5的側壁和底部均勻設置孔洞，孔洞中填充粘土等低滲透性的材料。使集水井中收集的雨水能滲出，淡化周圍的海水。

圍繞原珊瑚礁1沿安放若干個預制集水井5。這些集水井5放置在吹填的第一層鈣質砂上，集水井5頂部高出海平面，

實施例中，這些集水井5可以如圖4那樣分布在環繞珊瑚礁1的兩個圓周上；也可以如圖5那樣分布在珊瑚礁1的周圍，并呈點陣狀分布(6行、6列)。

5)繼續吹填鈣質砂，使集水井5埋入鈣質砂中。鈣質砂層的頂面形成地面。地面高度低于集水井5的頂蓋501。優選地，為防止管道堵塞同時避免顆粒物進入影響水質，豎直抽水管下端應安裝濾網。豎直抽水管與水平抽水管的連接宜為可拆卸，便于移開集水井頂蓋對集水井進行定期清理和維修。

6)在所述地面上鋪設路面。路面高度高于集水井5的頂蓋501。實施例中，可采用用粘土、瀝青或者水泥砂漿等滲透性小的材料在吹填路面上進行找坡，坡度為4％。

7)設置給水系統。所述給水系統包括若干豎直抽水管401和抽水管4，以及水泵房及輸水管。若干抽水管4均接入輸水管。每一根豎直抽水管401的下端均從一個集水井5的泄水孔5011插入集水井5中。每一根豎直抽水管401的上端均接入抽水管4。

8)下雨后，雨水通過地表滲透進入集水井5，當集水井5中的水位高出地下水位后，集水井5中的淡水通過集水井側壁和底面的孔洞502向周圍鈣質砂中滲透，排擠海水，使靠近集水井周圍的地下水逐漸淡化。

9)經過長時間的滲透和排擠過程，整個珊瑚島礁周圍的水體逐漸變成淡水。

10)需要用水的時候，用連接輸水管的水泵7從集水井5中抽取地下水使用。。