岛屿的水资源管理方法和策略进行了探讨

© 2014由Elsevier B.V.发布。信息工程研究院负责评选和同行评议、、可在www.sciencedirect.com上在线获取ScienceDirectIERI Procedia 9（2014）135 - 1402014年环境系统科学与工程火山岛胡安角，澳-地Santamarena*，Rafael J. Lario-Basconesb Jesica Rodríguez-Martínc，Luis E.埃尔南·古铁雷斯·罗伯托·蓬塞拉eaArea de Ingeniería Agroforestal，Universidad de La Laguna，Ctra.Geneto，2，La Laguna，38200 Tenerife（加那利群岛），西班牙bServicio de Minas-Dir.格拉尔工业和能源部，加那利群岛政府35.第三十五章. Ed Usos Múltiples I，SC de Tenerife 38071，加那利群岛，西班牙c城市。Jardines de Guajara，1，La Laguna 38296，Tenerife（特内里费），加那利群岛，西班牙dConsejería de Obras Públicas，Transportes y Política Territorial。Gobierno de CanariaseEurogeólogo-Hidrogeológo。Moreiba，2，38111，Tenerife（特内里费），加那利群岛，西班牙摘要在西班牙的火山地区中，最重要的是加那利群岛。大量的地质、生态、植物和水文奇异性集中在该群岛。从水资源的角度来看，群岛是水资源利用和管理的世界典范。这些知识是通过在加那利群岛多年的研究和经验发展起来的，可以转移到其他海洋岛屿系统。在本文中，我们首先介绍了火山岛的形成过程和地质异常，这些地质异常决定了火山岛的用水情况，并为地下资源提供了一个特殊的位置。然后介绍了具有海岛特色的自来水厂和雾雨的影响。最后，我们的目标是全球火山岛之间的水资源的技术和成功的案例转让。© 2014作者。由爱思唯尔公司出版 这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/）。信息工程研究院负责评选和同行评议关键词：水资源;海洋岛屿;火山作用;水文学;水开发;地下水* 通讯作者姓名。联系电话：电话：+3492 -231-8550电子邮件地址：jcsanta@ull.es2212-6678 © 2014作者由爱思唯尔公司出版 这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/）。信息工程研究所负责的选择和同行评审136胡安角，澳-地Santameli等人/ IERI Procedia 9（2014）1. 介绍岛屿是孤立的系统，因此，在若干领域，它们不得不作为与大陆不同的环境单元而演变（Santamelo，2009年a）;一方面，在大多数岛屿上都发现了植物多样性-包括特有植物多样性;岛屿离大陆越远，这种影响就越大，这一切都是进化和地理隔离相结合的结果。另一个需要考虑的方面是火山岛的起源，它是由位于海底的火山爆发产生的。与大陆相比，岛屿的生命周期较短。从一开始，它们涉及以下几个阶段：形成增长拆除大型重力滑坡和侵蚀海底失踪它们还具有共同的环境、经济和社会特征，例如：独特的森林生态系统，对栖息地的小扰动非常敏感植物学初级部门旅游依赖高度依赖能源，但能够整合可再生能源人口密度高，夏威夷就是一个很好的例子，它是美利坚岛屿之间的土壤相似性这些火山土壤的共同点多于不同点2. 火山岛所有火山岛都有共同的起源。关于它们的形成--特别是在加那利群岛和夏威夷群岛的情况下--最被接受的理论是基于所谓的“热点”;根据这一理论，近海火山喷发产生于一个位置，（“热点”）在海底，岩浆从陆地地幔上升;这一点是移动的，主要是由于地幔对流力和相对板块平移;这样，一个热点可以在大洋板块中形成一系列岛屿，一个群岛，其中物质的年龄随着它与热点的距离而增加。有几种类型的火山（因此，火山岛），这取决于熔岩酸度和喷发特征，但在加那利群岛几乎可以找到每一种类型的火山物质（Hernán-Gutiérrez，2011），因此这个群岛对科学界非常重要。2.1 火山岛火山岛的形成过程可以简单地描述如下：海底局部异常熔岩柱上升。水下喷发基底杂岩的构成--深成岩、海底熔岩、沉积物--形成海底火山建筑水下火山系列-岛屿在海平面以上仅部分可见（小于10%）一旦到达地表，就会发生一系列喷发，通常被称为系列I，系列II，系列III，这取决于它们的年龄胡安角，澳-地Santameli等人/ IERI Procedia 9（2014）137最近的火山遗址，其中可能包括历史时期的喷发可以看出，群岛的地质是由各种地质物质和结构，包括火山碎屑沉积物-火山灰-连续不断地形成的。请注意，一些岛屿有活跃的火山过程;在欧洲，我们可以突出西西里岛，冰岛和最近的耶罗岛，在加那利群岛。2.2 地表和地下水文学为了研究火山岛的水资源，有必要了解水文循环中涉及的地质过程和结构。年轻的火山地形的初始渗透性极大地影响了岛屿水资源的行为和类型。这一问题决定了被视为年轻岛屿的岛屿的存在，与老岛屿相比，这些岛屿的径流量大大减少。一个典型的例子是耶罗岛，岛上有一百万年的历史，没有大的沟壑-沟壑是粗糙岛屿上通常的雨水疏散路线-因此大部分降雨都渗入地下。随着岛屿年龄的增长，物质通常变得更加不透水;随着年龄的增长，由于侵蚀作用，岛屿的海拔和长度降低，但与年轻的岛屿相比，有更多更进化的土壤目（Ibáñez和Effland，2011年）。另一方面，我们必须强调不同火山物质的不均匀性，这与更均匀的沉积地层不同。从水文地质学的角度来看，最相关的结构是（Santamaret，2013年）：基地建筑群或岛屿地质岩脉古土壤或大型滑坡灰烬沉积物基地复合体或岛屿地质岩脉：也许它们是最重要的结构，它们基本上是岩浆，在以前的地形中冷却得非常快，因此在其中形成厚度范围很大的墙（1-10米）。从基底复合体到岛的背群岩脉的上层的家族。从上面看，它们看起来像某种大小不一的细胞。它们是基本的，以了解岛屿含水层的行为，因为他们上升的水平，因为他们的不渗透性（除非它们被篡改或破解）;由于这种效应，火山岛的水位可以达到海拔1,500米，当然，在大多数情况下，地下水位并不是唯一的，因为多个高度不渗透的“单元”形成了复杂的局部含水层系统。古土壤或“Almagres“：它们是由活跃的火山喷发产生的熔岩在先前固结的土壤上形成的;熔岩加热土壤，形成厚度约为10厘米的典型红色（赭色）土壤层;这些层是高度不可渗透的，事实上，它们类似于熟粘土，因此它们在水文地质系统中起主要作用，在某些情况下，可以有助于形成地表泉水，作为栖息含水层的下层。大型滑坡：它们完全改变了现有含水层的行为和内部结构，建立了一个由滑坡本身产生的雪崩沉积物形成的不透水层。这一层在加那利群岛被称为火山灰沉积物：根据其厚度，它们可以产生不可渗透的层，就像“Almagres”一样。与栖息含水层有关。138胡安角，澳-地Santameli等人/ IERI Procedia 9（2014）这些岛屿除了非常特殊的岛屿，例如夏威夷，火山岛过去没有河流，只有小的季节性溪流，特别是在大雨之后。这意味着只有很小比例的地表水资源得到利用，主要用于农业（Santamelo和Rodriguez-Martin，2012年c）。在某些情况下，这些水与较低质量的地下水混合-高度含盐-以改善最终的水特性。降雨量大的火山岛，例如，亚速尔群岛的Terceira岛，平均每年1300毫米，或韩国的济州岛，每年1975毫米的降雨量，可能有河流，全年不变，但由于火山土地的高渗透性，它们没有（Jong-Ho等人，2005年）。Fig. 1.穿越古土壤“almagres”的地质岩脉在岛屿上，沟壑是真正的分水岭;它们高度陡峭的岛屿高地-因为降雨量最大的集中在背部结构中-但它们比内陆地区小得多;地形更陡峭，主要是在年轻的岛屿上;最后，当到达海岸地区时，沟壑变得更宽，不那么陡峭。有必要采取一定的预防措施，以制定和实施与地表径流估算有关的技术项目，因为根据一些研究，在大陆地形中使用的数学模型和微积分方法往往会高估径流量（Santamelo，2009年a）。2.3 水资源开发系统农业是加那利群岛最需要水的活动;这种需求模式，除了个别情况外，在火山岛上很常见;这种行为的另一个例子是夏威夷，在那里可以找到一些独特的品种，农业，例如：咖啡，鳄梨，菠萝和甘蔗;糖的情况非常特殊，因为它需要大量浇水。旅游业也是水需求的一个重要特征，在一些水管理规划系统中，估计人均每天高达500升。与从地表获取的水资源相比，大多数岛屿的水资源来自地下（Custodio，1978年）;地下水主要通过水井、钻孔和在夏威夷、韩国济州岛加那利群岛等一些地区通过坑道或“水矿”抽取。（图3）;这种开采方法，通过挖掘水平隧道（图2），只有当含水层因地质堤坝而过度平整时才有可能;在加那利群岛，可以发现2,000多个水雷，水深达6,500米。含水层的过度开采可能造成以下负面影响：• 高地地区，盐和氟化物更丰富的水的提取胡安角，澳-地Santameli等人/ IERI Procedia 9（2014）139• 地下水位下降• 沿海地区，海水入侵地表开采主要是基于沟壑通过溪流;通常，这些溪流只能在雨季找到，它们很少是常年的。在这种情况下，如果法规、技术和地质条件允许，可以使用传统的水坝来收集峡谷本身的地表水。如果不可能建造大坝，可以采用一些间接方法，即位于峡谷中的管道进水口，以便将水输送到大坝或人工防水水库;收集的水必须尽可能无沉积物，以免降低水库容量。有许多水资源开发系统是从林业工程、历史传统和在半干旱土地上使用的具体战略的混合物中发展起来的，这些系统通常起源于阿拉伯，可以增加作物可用的水资源。图二.加那利群岛3. 结论火山地形的成因、地质和形成机制，对海岛环境水资源的开发、利用具有重要的制约作用，既有积极的影响，也有消极的自然资源，特别是水，必须以特殊的方式管理火山岛的情况下，注意其独特的特性，这意味着有时在大陆土地上使用的战略和方法不能直接应用于有限的和异质的空间，如岛屿（Santamaros，2012年a）。这一事实的一个很好的例子是“雨雾”，在内陆建模中没有考虑到它，但它是火山岛的主要水源。事实上，森林调节这一资源，因此，森林是岛屿水文循环的一部分，不仅从需求的角度来看，而且增加了循环中的水摄入量。根据这一不可否认的理由，应该在这一领域制定一项具体的条例（或在现行条例中增加一些例外），就像在其他领域（即经济或运输）所做的那样。内陆监管，特别是与环境保护和自然资源管理有关的监管，通常确认这项工作是在RECLAND项目的框架内开展的。它由欧洲联盟在终身学习计划，伊拉斯谟计划：伊拉斯谟多边项目，526746-LLP-1-2012-1-ES-ERASMUS-EMCR，气候变化和退化土地恢复硕士课程下资助。140胡安角，澳-地Santameli等人/ IERI Procedia 9（2014）引用[1] 库斯托迪奥陆地和火山岛的水文地质学。水文学研究中心。马德里; 1978年。[2] Ibáñez JJ，Effland，WR.岛屿土壤地理学理论：测试不同起源的群岛土壤组合的驱动力。Geomorphology，2011; 135：215-223.[3] Jong-Ho W，Ji-Wook K，Gi-Won K，Jin-Yong L.韩国济州岛水文地质特征评价。地球科学杂志，2005;1：33-46.[4] Santamados JC et al. .在火山岛和陆地上进行水文学和水文循环。Colegio de Ingenieros de Montes;2013.[5] Santamarti JC. et al.Avances en la Expansionación de los recursos hídricos en islas y terrenos volcánicos.Colegio de Ingenieros de Montes; 2012 a.[6] Santamán JC，Rodríguez-Martín，J. 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