引言
當前全球范圍內的地下水問題已十分突出，但事實上除了少數國家外，大部分國家仍沒有給予地下水問題足夠的重視，筆者認為這是聯合國將2022年度《世界水發展報告》的主題明確聚焦在地下水的主要原因。本次報告的主題為“地下水：變不可見為可見”，地下水的“不可見”特性主要表現在三個層面：（1）在物理可見性層面，地下水埋藏于地下，不能被直觀的看到，這是地下水與地表水最重要的區別之一；（2）在規律認知層面，地下水位于全球四大水圈的底層，賦存條件與分布規律十分復雜，氣候變化和各種人類活動因素對其補、排循環規律和質量的影響也難以提前預見；（3）在地下水治理層面，由于地下水物理上的不可見，以及地下水對外界條件變化具有長期緩慢響應的特點，短時間內的變化往往難以覺察，然而水量或水質上的重大問題一旦出現，治理起來會存在相當大的難度和一定的滯后性，有時甚至不可逆。
正是由于地下水的“不可見”，在不合理開發和利用時，也造成了“不可見”的后果，包括看不見的地下水超采，看不見的地下水污染，看不見的地面沉降，看不見的海水入侵，看不見的與地下水有關的生態環境惡化。地下水的“不可見”也變相阻礙了人們對問題的重視，由于地下水缺乏直觀性，這些問題除了專業研究人員，社會公眾一般對之缺乏概念或了解不多，相比“可見”的地表水，自然也就降低了對地下水問題的關注程度。然而地下水是重要的自然資源和地質生態環境功能因素，地下水及環境關系到每一個人，需要讓其“可見”起來。
1 全球地下水困境
1.1 資源枯竭
地下水約占地球上液態淡水總量的99%。盡管分布不均，但地下水的蹤跡遍及全球，具有巨大的社會、經濟和環境效益。目前世界上一半的居民生活用水來源于地下水，約有25%的農業灌溉來源于地下水開采。盡管地下水如此重要，人們卻對它普遍缺乏認識，導致地下水的價值被嚴重低估。
當地下水的排泄量大于補給量時，就會導致地下水儲量減少。雖然氣候變化在這個過程中會起到一定作用，但當今世界地下水儲量減少的主要原因在于人類長期過度開采，即“地下水超采”。
《科學》雜志曾于2021年4月發表封面文章，標題為“隱藏的危機就在我們腳下”。文章通過調查分析分布在世界40多個國家和地區的3900萬眼地下水井資料，得出一個令人擔憂的結論：全球的地下水資源正面臨重大危機，當前有超過一半的地下含水系統處于超采狀態，有些國家的地下水位正在以十分危險的速度下降。研究還表明，當前世界上約有20%的地下水開采井面臨枯竭，新井的鉆井深度相較舊井明顯增加，且抽水揚程的增加也顯著提高了農業灌溉的電力消耗。
地下水超采對于人類的影響是多方面的。在主要依靠地下水供水的地區，超采最直接的影響是對生活用水特別是飲用水安全的威脅。地下水資源衰減也會威脅到依靠地下水灌溉的農產區糧食產量。《自然·地球科學》刊文提出，當一些國家尤其是世界上欠發達國家的地下水資源完全枯竭又沒有其他水源可以利用時，當地人的生存將難以為繼，只能背井離鄉成為“水資源難民”。這樣的情況一旦發生，將在很大程度上威脅到世界局勢的安全與穩定。
1.2 污染加劇
在純天然條件下，地下水經過常年的地下介質過濾，水質一般優于地表水。在個別地方會出現自然原因造成的水質問題，如高砷、高氟等。但近代地下水質污染主要是由于人類活動造成的，大部分情況下，污染源位于地表或接近地表，隨著雨水的沖刷入滲至地下，偶爾也存在污染物被人為注入地下的情況。
當前世界地下水污染最常見的污染源是擴散性的農業面源污染，主要來自硝酸鹽化肥、殺蟲劑和其他農用化學品。世界各國在立法限制農業面源污染方面普遍較弱，很多地區就算有了立法，執行力度也遠遠不夠。
在城鎮居民生活區，污水管網的滲漏是地下水污染的主因。在欠發達國家和地區，公共衛生設施不足且污水管網覆蓋率低，糞便會直接排入地面挖掘的簡易便池，對地下水造成污染。
未經處理或部分處理的工業廢水排放或滲漏至地下，是地下水污染的另一個重要來源。從全球范圍看，工業活動造成的地下水污染的三個主要方面是：（1）垃圾場、礦山開采、火力發電的煤灰堆料等產生的滲濾液；（2）生產過程中用來清洗產品上殘留化學物質的廢水；（3）開采石油與天然氣的水力壓裂法形成的回流水、壓裂液等廢水。
地下水水質的退化會導致其不再適宜飲用，從而大幅降低地下水的資源屬性，給干旱地區本就缺乏的水資源問題雪上加霜。更重要的是，地下水污染是一個幾乎不可逆的過程。一旦地下水受到污染，污染物會長期停留在含水層中。地下水污染治理的技術難度、費用等遠高于地表水。因此，地下水質保護的重要性要大于治理。
1.3 生態支撐能力下降
在全球不同地形地貌下都存在地下水依賴型生態系統（GDE），對生態系統的支撐作用是地下水除了資源功能之外一個非常重要的功能。地下水維持著河流的基流，是河流在枯水季的主要甚至唯一水源。在世界上任何一處有地下水可供植物利用的地方，陸地生態系統都對地下水有所依賴，這種情況發生在所有的生物群落中。干旱環境中的水泉通常完全依靠地下水補給，因此地下水對于維持干旱地區，特別是草原、濕地等地貌下的復雜食物鏈關系至關重要。
水域和陸地的地下水依賴型生態系統可以為各種動物提供棲息地、維持生物多樣性、調節旱澇、為人類提供食物來源。此外，地下水依賴型生態系統還能通過過濾、生物降解、吸附等過程，實現污染物與含水層的物理分離，對含水層起到凈化與保護作用，同時還能促進地下水的自然補給。當前世界的地下水超采與污染問題加速了地下水依賴型生態系統的退化，造成以上這些自然生態功能的逐漸消失。
對地下水進行保護，某種程度上是保護生態系統和人類的共同福祉。當今的地下水管理往往側重于地下水或含水層本身，但是為了確保地下水能夠持續的提供生態功能，世界各國都已經逐漸認識到，未來的地下水管理要緊密結合保護或恢復生態系統來進行。
2 解決地下水問題的對策建議
2.1 加強地下水監測與數據共享
聯合國發布的《2021年可持續發展目標報告》提出，當前世界普遍缺乏與地下水相關的監測和數據，強調地下水監測是目前一個“尚未足夠重視的領域”。對地下水的監測需要在水位和水質兩方面同時開展，通過直觀的數據了解含水層的特性與狀態，并預判未來可能發生的負面變化，如過度開采、補給量減少、污染擴散等。作為供水水源地的含水層應該進行更高頻次的觀測。
總體來看，當今世界已經具備了解決大多數地下水問題的理論知識，但關鍵是最薄弱的環節在于缺乏可靠的數據。由于每個地下水含水層都有其獨特性，因此開展因地制宜的地下水觀測至關重要。盡管地下水監測的費用比地表水高，卻是一項非常明智的投資，因為在早期階段發現問題并在情況惡化之前采取相應措施，對地下水來說具有極高的投入產出比。世界各國的例證都表明，在治理地下水問題方面，事前預防比事后補救更加經濟合算。
數據和信息的共享機制在當今世界各國都普遍缺乏，低收入國家尤其如此。建議今后通過公共資金采集的地下水數據盡量共享，或至少對特定專業人士公開。私營企業在運營過程中收集到的地下水相關數據和信息也應共享，例如在勘探石油和天然氣過程中獲取的地球物理數據和鉆孔數據對于了解當地含水層特征是非常有幫助的，應盡量共享。這樣做會更有利于地下水的評估和管理工作，造福當地居民。
2.2 實行宏觀政策管理
當今世界各國在地下水管理宏觀政策的制定上往往都側重于水資源的開發與利用，而這與高效管理含水層的要求相差甚遠。正確的做法應該是從土地利用、地下水補給、地下水的功能保護等多個方面綜合考慮。
在制定地下水管理宏觀政策時，需要保持與當地地下水用水戶、技術人員、科研人員、投資者等群體的密切交流，了解他們的訴求，并通過嚴謹的科學論證后進行制定。地下水宏觀政策的制定還應充分考慮水務部門與其他部門（如與經濟、農糧、能源、生態、氣候變化、健康等部門）之間的關系，避免“就水論水”。通過合作制定地下水相關管理政策，配套制定有可追蹤的指標、達到指標的時間、以及可客觀評估的效果等，由各方共享整個過程和結果。
2.3 精細化管理含水層
管理地下水的開采點與每一個開采點的取水量是含水層精細化管理最重要的組成部分。當前世界各國的例證都表明，地下水管理成功與否，取決于管理措施的執行力度。但并非所有的管理工作都需要由政府來完成，越來越多的證據顯示，由社區、用水戶等自發組織起來的民間機構對地下水開采活動的管理效果可能更好。
地表水資源與地下水資源的聯合管理是大勢所趨。地下水人工回補（MAR）是目前世界上普遍認可的一種地表-地下水聯合管理途徑。MAR可利用地下含水層對地表來水進行調蓄，是對傳統地表水庫的有力補充。從流域角度來看，MAR可以延長地下水基流流入河道的時間，因此可用于維持環境流量，與此同時最大限度地減少蒸發和環境影響。在過去60年間，MAR在世界范圍的應用已經增加了10倍，但未來仍有很大發展空間。聯合國教科文組織預計MAR在世界的應用將從目前的100億m3/年增加到1000億m3/年，也就是再增加10倍。
2.4 改革水價機制
地表水的開發利用成本往往由一個國家的公共事業部門承擔，且多采用集中開發的方式。與之相反，開發利用地下水的基礎設施通常由末端的用水戶來承擔，且用水戶一般是以分散的形式直接對地下水進行開采利用，農村生活、灌溉用水尤其如此。對于世界上大部分地下水用水戶來說，目前利用地下水的成本只包含了打井的固定成本和取水的后期成本。一些國家會對民間地下水開采收取小額的費用，但盡管如此，這些費用仍然不能反映出地下水資源的真實成本和價值。因此，使用成本過低是地下水超采的一個重要原因。
為了對地下水進行可持續的開發利用，可將地下含水層看作與地表水庫一樣的“地下水庫”，并將地下水庫的補水與開采作為日常供水工作的一部分。這樣做不僅可以提高地下水的集中供給，同時也可以提高用水安全性和靈活性。將地下水庫納入集中供水管理有利于整合更多社會公共資源，包括政府用于扶貧和公共衛生設施建設的資金。此外，對農業開采地下水適當的收費或收稅在一些國家也被證實有助于地下水可持續利用。
需要注意的是，許多國家對水資源之外其他公共部門補貼可能間接造成了地下水超采或污染。例如，對能源部門的補貼降低了電費，造成了開采地下水成本下降；對農業部門的補貼可能間接鼓勵了某些高耗水作物的種植，從而導致地下水超采加劇。因此，應該統籌全局，對不合理的補貼政策加以改革，使之與地下水政策更為協同一致。
3 結語
全球的地下水資源是一項總儲量豐富的淡水資源，地下水水質良好且易于開發利用，其資源的價值正逐漸得到認可，將成為21世紀讓人類社會得以繁榮發展的重要依托資源。 當今世界對水資源的需求不斷增長，盡管地下水總量豐富，但地下水循環更新速率緩慢，不易自凈修復，過度開采和水質污染會對地下水資源量及其可利用性產生嚴重影響。若要充分釋放地下水的資源潛力，同時避免產生不良后果，就需要我們做出協調一致的努力，以確保可持續地管理和利用地下水，而這一切還需要讓地下水“變不可見為可見”。
一是加強對地下水的基礎調查工作，充分揭示不同地區地下水的賦存特征和影響因素，并從物理可視化層面提高地下水的可見性；二是重視地下水的科研支撐作用，發展監測預警、開采計量、評價預測、有效管控在內的技術支撐體系，從科學認知層面提高水位、水量、質量的可見性和預見性；三是加強地下水數據的社會共享和信息發布，提高數據透明度，方便科研人員充分利用數據，開展相關研究；四是加強對地下水及其環境保護的宣傳，充分發揮社會公眾參與的作用，讓更多的人認識地下水、珍視地下水，參與保護地下水。
來源：水利發展研究 2022.03
