馬特•庫瑞提出，要解決干旱華北的水危機(jī)，首先對至關(guān)重要的地下水供應(yīng)面臨的威脅有一個正確認(rèn)識。
在華北水源危機(jī)的驅(qū)動下，一些人類歷史上最大的工程項目正在推進(jìn)，包括：用管道將數(shù)十億立方米的水從南方調(diào)往北方，建設(shè)海水淡化廠供應(yīng)東部沿海地區(qū)的用水，以及提議中的用水泵抽水到北方最干旱的地方進(jìn)行煤炭生產(chǎn)。所有這些計劃只能說明一件事：這個世界上人口最稠密、經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)最發(fā)達(dá)的地區(qū)面臨著嚴(yán)重的缺水。
水可能已經(jīng)成為華北增長和發(fā)展的關(guān)鍵制約因素。占到華北全部用水量近一半的地下水，在最近幾十年中一直支撐著這里繁榮的糧食生產(chǎn)，并且為數(shù)千萬、乃至數(shù)億人提供著工業(yè)用水。但未來充滿了不確定性。
整個華北的含水層形勢都十分嚴(yán)峻。許多地區(qū)如今已經(jīng)面臨著地下水過度抽取造成的不可挽回的后果，包括：地面沉降，以及沿海含水層的海水滲透。還有一些人提出，為了打出水，井越挖越深，鉆井成本不斷提高。同時由于農(nóng)業(yè)活動、工業(yè)污染和有毒成分的自然過濾，地下水質(zhì)量問題也層出不窮。
最近，我與他人共同撰寫了一篇分析文章，分析同行評論過的科學(xué)文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)報告了整個華北地區(qū)地下水水齡、補(bǔ)給系數(shù)、水質(zhì)和水面下降情況等方面的數(shù)據(jù)。這項研究突出了地下水利用上的主要挑戰(zhàn)，并就這一華北地區(qū)嚴(yán)重依賴的資源的未來提出了問題。
研究有四項主要發(fā)現(xiàn)：
第一，華北許多遭到重度開發(fā)的深層含水層里含有數(shù)千年甚至數(shù)萬年前補(bǔ)給的古地下水，當(dāng)時的氣候條件通常與現(xiàn)在的截然不同。
第二，華北含水層的補(bǔ)給率要比開采率低得多。在一些地方，比如西北地區(qū)，深層含水層幾乎得不到任何現(xiàn)代補(bǔ)給。在華北很多地方，開采和補(bǔ)給之間的巨大差距已經(jīng)造成了嚴(yán)重的地下水位下降，威脅到了含水層的排水，引發(fā)了地面沉降和污染。
第三，由于使用過的灌溉用水成為地下水補(bǔ)給的主要來源，許多含水層的地下水質(zhì)在不斷惡化。這些水的蒸散水平很高，而且混合著大量的農(nóng)業(yè)化學(xué)品。許多地下水盆地自然產(chǎn)生的氟化物和砷也引發(fā)了嚴(yán)重的健康問題，并且限制了許多地區(qū)的地下水作為飲用水的供給。
第四，由于地下水位下降致使無法接觸到新鮮的地下水，依賴地下水或者與其相互作用的生態(tài)系統(tǒng)面臨退化的威脅。同時，一些地區(qū)頻繁灌溉造成的地下水位上升，將鹽分帶到地表附近，造成土壤鹽化。
華北含水層使氣候干旱惡劣地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奇跡成為可能。上世紀(jì)五六十年代鉆探的大量機(jī)井深達(dá)沉積含水層，使華北地區(qū)灌溉農(nóng)業(yè)得到大力拓展。其中包括了西北農(nóng)業(yè)“綠洲”的建設(shè)，即在廣袤的沙漠個比例開辟出大片的綠色耕地，鼓勵人們在此定居。華北平原夏種玉米冬種麥的一年兩熟輪作方式也取促進(jìn)了糧食的大豐收。
灌溉用水的另一個主要來源是用水壩攔截的地表水，主要修在靠近山邊的地帶。但這樣的地區(qū)在很多情況下常常也是沉積含水層的自然補(bǔ)給區(qū)。大量的水被改道，從這些補(bǔ)給區(qū)流向淺沉積的耕地。不幸的是，到達(dá)這些淺沉積區(qū)之前的水質(zhì)非常差，在大部分情況下，不透水層也會阻止水更深層含水層的補(bǔ)給。
特別是在西北地區(qū)，這種灌溉用水的滲透，伴隨著自然的高蒸發(fā)率，引起了廣泛的鹽化問題（包括土壤和淺層地下水兩方面），除了那些最耐鹽的生態(tài)系統(tǒng)，其它生物很難存活。
與此同時，在一些人口密集的城市中心，從上世紀(jì)八九十年代直到本世紀(jì)，工業(yè)對地下水的開采率不斷提高，所謂的“沉降錐”迅速形成并擴(kuò)散。在許多城市（其中最嚴(yán)重的是河北的滄州、保定和衡水），孔隙水壓力的迅速下降導(dǎo)致了嚴(yán)重的土地沉降和地面開裂。
在天津和其它環(huán)渤海城市，為了農(nóng)業(yè)、飲用水供應(yīng)和鹽業(yè)生產(chǎn)而進(jìn)行的地下水開采，已經(jīng)引起了海水對內(nèi)陸數(shù)公里的侵蝕，將越來越多的地下水井變咸。
對地下水廣泛的過度開采已經(jīng)引發(fā)了地區(qū)性和局部性的沉降錐，這表明地下水的抽水率超過了含水層自然補(bǔ)給以及釋放水的能力。誠然，從總體上說，如果抽水能夠停止，或者下降到補(bǔ)給率之下，含水層的確有能力進(jìn)行“反彈”。但是由于沉降和海水侵蝕等水質(zhì)問題，很多情況下含水層結(jié)構(gòu)的物理退化是很難或者不可能逆轉(zhuǎn)的。華北的含水層在某些意義上并沒有被當(dāng)作可再生資源來利用，而是被當(dāng)做‘水礦’：一旦枯竭，就不可逆轉(zhuǎn)地退化，永遠(yuǎn)不能再用，至少無法再恢復(fù)到之前的水平。
在很大程度上，對含水層的過度開發(fā)可以被歸因為含水層補(bǔ)給率和水量平衡的估算內(nèi)在的高難度，以及水質(zhì)、地下水位下降等公共數(shù)據(jù)的歷史性缺乏。但是，現(xiàn)有的研究（大部分是過去十年中進(jìn)行的）已經(jīng)為華北許多重要含水層提供了豐富的信息，能夠幫助對現(xiàn)有的開采水平、可持續(xù)的抽水率、水質(zhì)問題以及鹽化和污染危險最大的地區(qū)等方面進(jìn)行評估。這個數(shù)據(jù)應(yīng)該被作為一個基礎(chǔ)，來評估地下水在極度缺水的華北地區(qū)的水源供應(yīng)中的未來作用。
但是，我們完全有理由對華北可持續(xù)用水的未來感到樂觀。地下水過度開采問題的解決已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展。據(jù)英文報紙《中國日報》報道，北京將在未來幾年內(nèi)陸續(xù)關(guān)閉4萬口左右的自有水井，南水北調(diào)工程也將投入使用。北京在水循環(huán)利用和用水效率等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了大步跨越，另外還將一些（用水大戶）產(chǎn)業(yè)遷離城區(qū)。在上述措施的綜合作用下，北京如今的用水量已經(jīng)比1980年還要低，盡管人口是當(dāng)年的兩倍。
但是，盡管有了來自南水北調(diào)的額外供水，用水效率也在不斷提高，但北京要滿足用水需求，仍然必須進(jìn)行跨省調(diào)水，包括從水源已經(jīng)高度緊張的黃河調(diào)取。這凸顯了水務(wù)政策、規(guī)劃和管理面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。大型工程項目的擁護(hù)者們可能會高唱 “引渤入蒙”（即將淡化的渤海水引入內(nèi)蒙用于煤炭生產(chǎn)）等大型計劃，但實際上，在應(yīng)對現(xiàn)有的水和糧食安全挑戰(zhàn)上還存在巨大的障礙。如果要實現(xiàn)這些“白日夢”式的計劃，就必須解決這些挑戰(zhàn)。
顯然，地下含水層是應(yīng)對這些挑戰(zhàn)至關(guān)重要的一部分，如果能夠得到正確的利用，它就能繼續(xù)滿足灌溉和生活用水需求。但是，首先必須打破過去幾十年中的固有心態(tài)，在對含水層補(bǔ)給率、儲水能力及其對污染的敏感性等問題的科學(xué)數(shù)據(jù)和認(rèn)識的基礎(chǔ)上，形成更加明智的地下水利用和管理方式。
此外，隨著決策者尋求在更加可持續(xù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行水資源利用，對地下水在整體水循環(huán)中的地位的正確認(rèn)識將變得越來越重要。就要對其與地表水的關(guān)系、其在支持生態(tài)系統(tǒng)中的作用以及維持質(zhì)量和數(shù)量中的潛在策略（比如經(jīng)過循環(huán)的廢水來實現(xiàn)含水層補(bǔ)給）等問題有所認(rèn)識。如果華北要避免地上地下同時被“吸干”，就必須刻不容緩地開始上述進(jìn)程。
本文作者：馬特•庫瑞，澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)環(huán)境工程講師，2011年他完成了一項關(guān)于山西含水層遭到過度開發(fā)地區(qū)的水質(zhì)和數(shù)量的博士學(xué)位論文調(diào)查。 翻譯：奇芳
提交關(guān)閉
