利用截断墙在环状岛屿上扩展淡水透镜：一个三维模型

《ACS ES&T Water》：Expanding Freshwater Lenses in Circular Islands Using Cut-Off Walls: A Three-Dimensional Model

　　淡水透镜是小型岛屿生态系统的关键水资源，三维模型分析显示挡水墙距离、长度和深度影响透镜厚度与存储量，相比二维模型，三维结果透镜更薄、过渡带更窄，无临界墙深，存储量随墙长、深和近岸距离增加，灵敏度分析表明深度和长度更重要。

　　

淡水透镜对小岛的生态系统和供水至关重要。含水层中的隔水墙可以增强这些淡水透镜的作用，但以往的研究依赖于二维（2D）模型，忽略了空间复杂性。本研究使用了一个圆形岛屿的三维（3D）模型来评估隔水墙的距离、长度和深度对淡水透镜动态的影响。隔水墙通过阻止海水侧向入侵并将水流导向透镜核心来提高储水量，从而减少混合并扩大淡水区域。与2D模型相比，3D模型显示淡水透镜更薄，过渡带更窄。与2D结果不同，不存在一个临界深度，超过该深度后储水量不再增加；相反，随着隔水墙变深，储水量增长速率始终会减缓。更长、更深且靠近海岸的隔水墙能显著提高储水量，其体积最多可增加20倍（例如，相对长度=1，深度=27.5米，距离=0米）。敏感性分析表明，深度和长度的影响大于距离。这些发现有助于优化隔水墙的设计，但实际应用时还需考虑成本和可建造性等限制因素，以实现可持续的地下水管理。