引言
当前全球范围内的地下水问题已十分突出，但事实上除了少数国家外，大部分国家仍没有给予地下水问题足够的重视，笔者认为这是联合国将2022年度《世界水发展报告》的主题明确聚焦在地下水的主要原因。本次报告的主题为“地下水：变不可见为可见”，地下水的“不可见”特性主要表现在三个层面：（1）在物理可见性层面，地下水埋藏于地下，不能被直观的看到，这是地下水与地表水最重要的区别之一；（2）在规律认知层面，地下水位于全球四大水圈的底层，赋存条件与分布规律十分复杂，气候变化和各种人类活动因素对其补、排循环规律和质量的影响也难以提前预见；（3）在地下水治理层面，由于地下水物理上的不可见，以及地下水对外界条件变化具有长期缓慢响应的特点，短时间内的变化往往难以觉察，然而水量或水质上的重大问题一旦出现，治理起来会存在相当大的难度和一定的滞后性，有时甚至不可逆。
正是由于地下水的“不可见”，在不合理开发和利用时，也造成了“不可见”的后果，包括看不见的地下水超采，看不见的地下水污染，看不见的地面沉降，看不见的海水入侵，看不见的与地下水有关的生态环境恶化。地下水的“不可见”也变相阻碍了人们对问题的重视，由于地下水缺乏直观性，这些问题除了专业研究人员，社会公众一般对之缺乏概念或了解不多，相比“可见”的地表水，自然也就降低了对地下水问题的关注程度。然而地下水是重要的自然资源和地质生态环境功能因素，地下水及环境关系到每一个人，需要让其“可见”起来。
1 全球地下水困境
1.1 资源枯竭
地下水约占地球上液态淡水总量的99%。尽管分布不均，但地下水的踪迹遍及全球，具有巨大的社会、经济和环境效益。目前世界上一半的居民生活用水来源于地下水，约有25%的农业灌溉来源于地下水开采。尽管地下水如此重要，人们却对它普遍缺乏认识，导致地下水的价值被严重低估。
当地下水的排泄量大于补给量时，就会导致地下水储量减少。虽然气候变化在这个过程中会起到一定作用，但当今世界地下水储量减少的主要原因在于人类长期过度开采，即“地下水超采”。
《科学》杂志曾于2021年4月发表封面文章，标题为“隐藏的危机就在我们脚下”。文章通过调查分析分布在世界40多个国家和地区的3900万眼地下水井资料，得出一个令人担忧的结论：全球的地下水资源正面临重大危机，当前有超过一半的地下含水系统处于超采状态，有些国家的地下水位正在以十分危险的速度下降。研究还表明，当前世界上约有20%的地下水开采井面临枯竭，新井的钻井深度相较旧井明显增加，且抽水扬程的增加也显著提高了农业灌溉的电力消耗。
地下水超采对于人类的影响是多方面的。在主要依靠地下水供水的地区，超采最直接的影响是对生活用水特别是饮用水安全的威胁。地下水资源衰减也会威胁到依靠地下水灌溉的农产区粮食产量。《自然·地球科学》刊文提出，当一些国家尤其是世界上欠发达国家的地下水资源完全枯竭又没有其他水源可以利用时，当地人的生存将难以为继，只能背井离乡成为“水资源难民”。这样的情况一旦发生，将在很大程度上威胁到世界局势的安全与稳定。
1.2 污染加剧
在纯天然条件下，地下水经过常年的地下介质过滤，水质一般优于地表水。在个别地方会出现自然原因造成的水质问题，如高砷、高氟等。但近代地下水质污染主要是由于人类活动造成的，大部分情况下，污染源位于地表或接近地表，随着雨水的冲刷入渗至地下，偶尔也存在污染物被人为注入地下的情况。
当前世界地下水污染最常见的污染源是扩散性的农业面源污染，主要来自硝酸盐化肥、杀虫剂和其他农用化学品。世界各国在立法限制农业面源污染方面普遍较弱，很多地区就算有了立法，执行力度也远远不够。
在城镇居民生活区，污水管网的渗漏是地下水污染的主因。在欠发达国家和地区，公共卫生设施不足且污水管网覆盖率低，粪便会直接排入地面挖掘的简易便池，对地下水造成污染。
未经处理或部分处理的工业废水排放或渗漏至地下，是地下水污染的另一个重要来源。从全球范围看，工业活动造成的地下水污染的三个主要方面是：（1）垃圾场、矿山开采、火力发电的煤灰堆料等产生的渗滤液；（2）生产过程中用来清洗产品上残留化学物质的废水；（3）开采石油与天然气的水力压裂法形成的回流水、压裂液等废水。
地下水水质的退化会导致其不再适宜饮用，从而大幅降低地下水的资源属性，给干旱地区本就缺乏的水资源问题雪上加霜。更重要的是，地下水污染是一个几乎不可逆的过程。一旦地下水受到污染，污染物会长期停留在含水层中。地下水污染治理的技术难度、费用等远高于地表水。因此，地下水质保护的重要性要大于治理。
1.3 生态支撑能力下降
在全球不同地形地貌下都存在地下水依赖型生态系统（GDE），对生态系统的支撑作用是地下水除了资源功能之外一个非常重要的功能。地下水维持着河流的基流，是河流在枯水季的主要甚至唯一水源。在世界上任何一处有地下水可供植物利用的地方，陆地生态系统都对地下水有所依赖，这种情况发生在所有的生物群落中。干旱环境中的水泉通常完全依靠地下水补给，因此地下水对于维持干旱地区，特别是草原、湿地等地貌下的复杂食物链关系至关重要。
水域和陆地的地下水依赖型生态系统可以为各种动物提供栖息地、维持生物多样性、调节旱涝、为人类提供食物来源。此外，地下水依赖型生态系统还能通过过滤、生物降解、吸附等过程，实现污染物与含水层的物理分离，对含水层起到净化与保护作用，同时还能促进地下水的自然补给。当前世界的地下水超采与污染问题加速了地下水依赖型生态系统的退化，造成以上这些自然生态功能的逐渐消失。
对地下水进行保护，某种程度上是保护生态系统和人类的共同福祉。当今的地下水管理往往侧重于地下水或含水层本身，但是为了确保地下水能够持续的提供生态功能，世界各国都已经逐渐认识到，未来的地下水管理要紧密结合保护或恢复生态系统来进行。
2 解决地下水问题的对策建议
2.1 加强地下水监测与数据共享
联合国发布的《2021年可持续发展目标报告》提出，当前世界普遍缺乏与地下水相关的监测和数据，强调地下水监测是目前一个“尚未足够重视的领域”。对地下水的监测需要在水位和水质两方面同时开展，通过直观的数据了解含水层的特性与状态，并预判未来可能发生的负面变化，如过度开采、补给量减少、污染扩散等。作为供水水源地的含水层应该进行更高频次的观测。
总体来看，当今世界已经具备了解决大多数地下水问题的理论知识，但关键是最薄弱的环节在于缺乏可靠的数据。由于每个地下水含水层都有其独特性，因此开展因地制宜的地下水观测至关重要。尽管地下水监测的费用比地表水高，却是一项非常明智的投资，因为在早期阶段发现问题并在情况恶化之前采取相应措施，对地下水来说具有极高的投入产出比。世界各国的例证都表明，在治理地下水问题方面，事前预防比事后补救更加经济合算。
数据和信息的共享机制在当今世界各国都普遍缺乏，低收入国家尤其如此。建议今后通过公共资金采集的地下水数据尽量共享，或至少对特定专业人士公开。私营企业在运营过程中收集到的地下水相关数据和信息也应共享，例如在勘探石油和天然气过程中获取的地球物理数据和钻孔数据对于了解当地含水层特征是非常有帮助的，应尽量共享。这样做会更有利于地下水的评估和管理工作，造福当地居民。
2.2 实行宏观政策管理
当今世界各国在地下水管理宏观政策的制定上往往都侧重于水资源的开发与利用，而这与高效管理含水层的要求相差甚远。正确的做法应该是从土地利用、地下水补给、地下水的功能保护等多个方面综合考虑。
在制定地下水管理宏观政策时，需要保持与当地地下水用水户、技术人员、科研人员、投资者等群体的密切交流，了解他们的诉求，并通过严谨的科学论证后进行制定。地下水宏观政策的制定还应充分考虑水务部门与其他部门（如与经济、农粮、能源、生态、气候变化、健康等部门）之间的关系，避免“就水论水”。通过合作制定地下水相关管理政策，配套制定有可追踪的指标、达到指标的时间、以及可客观评估的效果等，由各方共享整个过程和结果。
2.3 精细化管理含水层
管理地下水的开采点与每一个开采点的取水量是含水层精细化管理最重要的组成部分。当前世界各国的例证都表明，地下水管理成功与否，取决于管理措施的执行力度。但并非所有的管理工作都需要由政府来完成，越来越多的证据显示，由社区、用水户等自发组织起来的民间机构对地下水开采活动的管理效果可能更好。
地表水资源与地下水资源的联合管理是大势所趋。地下水人工回补（MAR）是目前世界上普遍认可的一种地表-地下水联合管理途径。MAR可利用地下含水层对地表来水进行调蓄，是对传统地表水库的有力补充。从流域角度来看，MAR可以延长地下水基流流入河道的时间，因此可用于维持环境流量，与此同时最大限度地减少蒸发和环境影响。在过去60年间，MAR在世界范围的应用已经增加了10倍，但未来仍有很大发展空间。联合国教科文组织预计MAR在世界的应用将从目前的100亿m3/年增加到1000亿m³/年，也就是再增加10倍。
2.4 改革水价机制
地表水的开发利用成本往往由一个国家的公共事业部门承担，且多采用集中开发的方式。与之相反，开发利用地下水的基础设施通常由末端的用水户来承担，且用水户一般是以分散的形式直接对地下水进行开采利用，农村生活、灌溉用水尤其如此。对于世界上大部分地下水用水户来说，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。一些国家会对民间地下水开采收取小额的费用，但尽管如此，这些费用仍然不能反映出地下水资源的真实成本和价值。因此，使用成本过低是地下水超采的一个重要原因。
为了对地下水进行可持续的开发利用，可将地下含水层看作与地表水库一样的“地下水库”，并将地下水库的补水与开采作为日常供水工作的一部分。这样做不仅可以提高地下水的集中供给，同时也可以提高用水安全性和灵活性。将地下水库纳入集中供水管理有利于整合更多社会公共资源，包括政府用于扶贫和公共卫生设施建设的资金。此外，对农业开采地下水适当的收费或收税在一些国家也被证实有助于地下水可持续利用。
需要注意的是，许多国家对水资源之外其他公共部门补贴可能间接造成了地下水超采或污染。例如，对能源部门的补贴降低了电费，造成了开采地下水成本下降；对农业部门的补贴可能间接鼓励了某些高耗水作物的种植，从而导致地下水超采加剧。因此，应该统筹全局，对不合理的补贴政策加以改革，使之与地下水政策更为协同一致。
3 结语
全球的地下水资源是一项总储量丰富的淡水资源，地下水水质良好且易于开发利用，其资源的价值正逐渐得到认可，将成为21世纪让人类社会得以繁荣发展的重要依托资源。 当今世界对水资源的需求不断增长，尽管地下水总量丰富，但地下水循环更新速率缓慢，不易自净修复，过度开采和水质污染会对地下水资源量及其可利用性产生严重影响。若要充分释放地下水的资源潜力，同时避免产生不良后果，就需要我们做出协调一致的努力，以确保可持续地管理和利用地下水，而这一切还需要让地下水“变不可见为可见”。
一是加强对地下水的基础调查工作，充分揭示不同地区地下水的赋存特征和影响因素，并从物理可视化层面提高地下水的可见性；二是重视地下水的科研支撑作用，发展监测预警、开采计量、评价预测、有效管控在内的技术支撑体系，从科学认知层面提高水位、水量、质量的可见性和预见性；三是加强地下水数据的社会共享和信息发布，提高数据透明度，方便科研人员充分利用数据，开展相关研究；四是加强对地下水及其环境保护的宣传，充分发挥社会公众参与的作用，让更多的人认识地下水、珍视地下水，参与保护地下水。
来源：水利发展研究 2022.03
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