问题

全封闭的人工湖如果单靠雨水补充能保持常年不干涸吗?

回答
一个全封闭的人工湖,单靠雨水补充,能否常年不干涸?这个问题,说实话,没个准数,得看具体情况,就像问一个人生病了能不能自愈一样,道理都懂,但具体到每个人身上,结果就千差万别。不过,咱今天就来掰扯掰扯,看看这事儿到底有多大可能,又有哪些门道。

首先,得明确一点,一个“全封闭”的人工湖,理论上意味着它没有外来河流、地下水等常规水源的补充,也没有人为放水、排污的出口。这就像一个独立的小宇宙,唯一的能量来源(或者说物质来源)就是天空落下来的雨水。

要想维持常年不干涸,最最关键的因素,就是“收支平衡”。

咱们先看看“收入”,也就是雨水补充。这得看几个大方面:

1. 所在地的降雨量和降雨模式: 这是最直接的。一个年降雨量动辄两三千毫米的地方,比如某些沿海湿润地区,就算湖面稍大些,蒸发量也大,也比那些年降雨量不过几百毫米的干旱地区更有机会保持水位。而且,雨水要“够意思”,不能是零星小雨,得有稳定的降水,尤其是能有几次能让湖面“喝饱”的大雨。如果一年里大部分时间都是滴水不漏,那再大的湖也撑不住。

2. 湖泊本身的“蓄水能力”: 这就涉及到人工湖的设计了。
湖面面积和深度: 湖面越大、越深,能储存的水就越多。同样的降雨量,落在小而浅的湖里,可能很快就见底了;落在面积大又深邃的湖里,就能“扛”得更久。一个浅浅的湖泊,哪怕在雨季降了不少水,到了干旱季节,蒸发就能让它迅速萎缩。
湖底和湖壁的“密封性”: 虽然说是全封闭,但“封闭”到什么程度也很关键。如果湖底和湖壁密封性不好,雨水会悄无声息地渗入地下,就像把水倒进一个漏勺里,那肯定不行。一般建造人工湖,尤其是在一些地质条件不太好的地方,都会做防渗处理,比如铺设防渗膜。但防渗膜也不是万能的,年久失修、破损,都会导致水的流失。

现在,我们再来看看“支出”,也就是消耗。人工湖的水往哪去了?

1. 蒸发: 这是最主要、也是最难避免的“支出”。太阳光一晒,水面就“冒烟”。湖面越大,蒸发量就越大。空气干燥、风大的地方,蒸发速度更快。就算是在雨季,如果日照强烈,湖水蒸发的速度可能也比你想象的要快。有些地方,蒸发量甚至会超过降雨量。

2. 渗透: 即使做了防渗处理,也很难做到绝对的滴水不漏。细微的裂缝、接缝处,都可能成为水的“逃逸”通道,缓慢地渗入地下。

3. 生物消耗(如果有): 虽然是人工湖,但如果里面养鱼、养水生植物,它们也是需要水的,并且蒸发散失的水分,它们也间接“消耗”了一部分。当然,相对于蒸发来说,这部分影响可能小一些。

那么,综合起来,在什么情况下,全封闭的人工湖才有可能单靠雨水常年不干涸呢?

地点选择至关重要: 必须选择在降雨充沛、降雨季节性变化不大的地区。最好是那种四季有雨,或者雨季长且水量足的区域。例如,我国南方的一些湿润地区,年降雨量超过1500毫米,并且有比较稳定的降雨分布,理论上就有可能。

设计要精打细算:
湖泊要“瘦长”且“深邃”: 与其建一个又宽又浅的大湖,不如建一个相对狭长的、深度足够的湖泊。狭长的湖形可以相对减少总的湖面蒸发面积,而深度则能储存更多水,增加“蓄水缓冲期”。
极致的防渗: 湖底和湖壁的防渗层必须是顶级材质,并且施工工艺要极其严谨,确保万无一失。如果有地下水渗透的风险,也需要做好导排或防渗措施。

当地气候的“运气”: 即使上述条件都具备,如果碰上连续几年极端干旱,降雨量远低于平均值,那么再稳固的湖泊也可能面临干涸的危险。反之,如果风平浪静,常年风和日丽,降雨稳定,那么成功的几率就大大增加。

举个例子来说:

想象一下在东南亚热带雨林边缘建一个人工湖。那里的年降雨量可能高达20003000毫米,而且雨水充沛的季节很长。如果湖泊设计得足够深,湖底和湖壁用最好的材料做了严密的防渗处理,并且尽量减少了湖面暴露的范围(比如把它建在一个山谷里,四周有高地遮挡一部分风力),那么它单靠雨水维持一个稳定的水位,甚至常年不干涸的可能性还是比较大的。

但如果同样的设计放在西北的戈壁滩,年降雨量可能只有几百毫米,而且蒸发量巨大,那么就算建得再大再深,也只能是一个季节性的水洼,夏天一到,可能就只剩下一片干裂的泥巴地了。

所以,结论就是:

理论上,如果满足“天时”——当地降雨量充沛且稳定,又满足“地利”——湖泊设计科学(深邃、面积相对合理、防渗极佳),并且能够抵御极端的“人和”因素(比如人为破坏导致防渗失效),那么全封闭的人工湖单靠雨水维持常年不干涸是“有可能”的。

但是,这种“有可能”的条件非常苛刻,尤其是在现实操作中,要做到极致的防渗、又要应对气候的长期波动,成本和技术要求都非常高。对于大多数地区而言,仅仅依靠雨水来维持一个常年不干涸的人工湖,风险是相当大的,很可能在某个旱季,湖泊就会面临水位下降甚至干涸的局面。所以,通常情况下,设计人工湖时都会考虑其他补充水源或补救措施,以降低风险。

总而言之,这事儿,看老天爷赏不赏脸,也看咱自己有没有那个本事把湖给“捏”结实了。

网友意见

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如果降水量和地下水补水量和蒸发量能够达到平衡就可以了。像加拿大东北有陨石坑就形成了湖泊,无河流水源补给,完全靠降水或地下水补给。

下图:加拿大彭加卢特陨石坑,直径3.44公里,水深267米,周围全封闭,无河流水源补给。

再发一个热带陨石坑:印度纳洛尔陨石坑,无明显外来地表水源补给,蒸发量肯定也不小,估计靠降水和地下水保持水量。

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