

水是生命之源,萬(wàn)物之母,是各種各樣生物體的最重要的組成部分。如果沒(méi)有水,生物就不能生存,地球上就不會(huì)有如此豐富多彩的生命。
在地球的表面,海洋面積占到71%,陸地面積只占29%。也許,將地球稱(chēng)為“水球”更為合適。盡管有數(shù)量如此之多的水,我們還是“缺水”。因?yàn)椋⒉皇撬玫乃寄軌虮蝗祟?lèi)所利用,能直接被人們利用的水少得可憐。
地球的儲(chǔ)水量是很豐富的,總水量約為1.36×1018立方米,即13.6億立方千米,其中海洋中的海水約占97.2%,淡水只占2.8%。而淡水資源的絕大部分位于南極和北極,是以冰川的形式存在的,約占總水量的2.15%。這就是說(shuō),在陸地上的地表水和地下水,僅占總水量的0.65%,如表1所示。
海水又咸又苦,不能飲用、不能灌溉,也難以用于工業(yè)生產(chǎn);兩極的冰川,雖然是淡水,但運(yùn)輸起來(lái)路途遙遠(yuǎn),也難以被我們所利用。人類(lèi)可以利用的淡水資源僅僅是地表水和地下水的一小部分,約占地球總水量的0.26%。地表水,以江河湖泊的形式分布在陸地表面,吸引著眾人的關(guān)注;而占陸地淡水資源總量95.4%的地下水,卻往往被我們漠視著。
水資源的分布
全球的淡水資源不僅短缺,而且地區(qū)分布極不均衡。按地區(qū)分布看,巴西、俄羅斯、加拿大、中國(guó)、美國(guó)、印度尼西亞、印度、哥倫比亞和剛果等9個(gè)國(guó)家的淡水資源占了世界淡水資源的60%。約占世界人口總數(shù)40%的80個(gè)國(guó)家和地區(qū)的近15億人口的淡水供應(yīng)不足,其中,26個(gè)國(guó)家約3億人極度缺水。更可怕的是,預(yù)計(jì)到2025年,世界上將會(huì)有30億人面臨缺水危機(jī),40個(gè)國(guó)家和地區(qū)的淡水資源將嚴(yán)重不足。
中國(guó)水資源總量近2.6萬(wàn)億立方米/年,居世界第四位,但是由于我國(guó)人口基數(shù)大,導(dǎo)致人均資源量很低。按照國(guó)際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn),人均水資源低于3000立方米為輕度缺水,人均水資源低于2000立方米為中度缺水,人均水資源低于1000立方米為嚴(yán)重缺水,人均水資源低于500立方米為極度缺水。目前,中國(guó)有16個(gè)省(區(qū)、市)的人均水資源量低于1000立方米,屬于嚴(yán)重缺水;有6個(gè)省和自治區(qū)的人均水資源量低于500立方米,屬于極度缺水。中國(guó)水資源總量并不算多,排在世界第6位;人均占有量約為2240立方米,在世界銀行統(tǒng)計(jì)的153個(gè)國(guó)家中排在第88位,屬于水資源“貧窮國(guó)家”。此外,中國(guó)水資源地區(qū)分布也很不平衡,長(zhǎng)江流域及其以南地區(qū),國(guó)土面積只占全國(guó)的36.5%,其水資源量占全國(guó)的81%;而在長(zhǎng)江流域以北的地區(qū),國(guó)土面積占全國(guó)的63.5%,其水資源量?jī)H占全國(guó)的19%。
循環(huán)往復(fù)的地下水
在太陽(yáng)的輻射作用下,海洋和江河湖泊通過(guò)蒸發(fā)作用進(jìn)入大氣圈中成為大氣水,大氣水在重力作用下以大氣降水(降雨和降雪)的形式落回到地球表面。大氣降水落到地面后,下滲到地下,進(jìn)入土壤中和巖體里,形成了地下水。
地下水存儲(chǔ)和運(yùn)移在地表下的土體孔隙、巖體空隙和裂隙之中,它們?cè)谥亓ψ饔孟?,從陸地向海洋運(yùn)動(dòng)。在地形低洼處,地下水會(huì)噴出成泉水、聚流成江河、匯集成湖泊,進(jìn)而形成地表水。然而,絕大部分地下水,依然在地表下默默向海洋進(jìn)軍,最終回歸大海,完成自身的循環(huán)。
因?yàn)樽陨淼难h(huán),所以,地下水是可以更新和再生的。但是,地下水的更新速率和再生能力非常有限,如果過(guò)度開(kāi)發(fā),便會(huì)引發(fā)各種問(wèn)題。
寶貴的地下水
水是人類(lèi)和一切生物賴(lài)以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。
地下水在水資源的利用中占有重要地位,甚至具有戰(zhàn)略性的重要作用。在20世紀(jì)80年代中期,全球地下水的年開(kāi)采量約為5500億立方米,其中美國(guó)、中國(guó)、日本、澳大利亞分別為1135億立方米、760億立方米、138億立方米和27億立方米;到了20世紀(jì)末,全球地下水年開(kāi)采量已經(jīng)超過(guò)7500億立方米;近30年中,全球地下水年開(kāi)采量以印度和中國(guó)的增長(zhǎng)量最大。各國(guó)開(kāi)采地下水的主要用途不盡相同,美國(guó)、中國(guó)、印度、巴基斯坦地下水總開(kāi)采量的50%以上用于農(nóng)業(yè)灌溉,日本和歐共體各國(guó)開(kāi)采的地下水則主要用于居民生活供水。各國(guó)城市的供水基本上依賴(lài)于開(kāi)采出的地下水,像美國(guó)50%的生活用水來(lái)源于地下水。
中國(guó)的水資源總量為27940億立方米,其中,地表水水資源量為19100億立方米,占水資源總量的2/3,地下水水資源量為8840億立方米,占水資源總量的1/3。而在我國(guó)目前的用水構(gòu)成中,地下水的重要性十分明顯:占據(jù)全國(guó)總供水量的20%,其中,占飲用水供水量的70%,占農(nóng)田灌溉水量的40%,占工業(yè)用水量的38%。在我國(guó)北方和西部的干旱和半干旱地區(qū),一些主要城市的供水水源中地下水占50%以上,在部分城市和廣大的農(nóng)村地區(qū),地下水已經(jīng)是唯一的供水水源。
神奇的地下水
在紀(jì)錄片《水晶洞穴》中,跟隨著鏡頭我們看見(jiàn)了水晶洞穴的真面目,那里甚至比凡爾納《地心游記》中的描述還要讓人驚嘆,人們簡(jiǎn)直不敢相信自己的眼睛:燈光照到巨大的水晶柱上,光線立即反射到另一個(gè)水晶柱上,就這樣,一個(gè)絢麗輝煌、如夢(mèng)如幻的水晶宮呈現(xiàn)在了人們眼前。
日前,世界最有名的國(guó)際潛水科考小組之一 —不列顛·哥倫比亞潛水小組向媒體透露,他們?cè)谀鞲鐤|南的尤卡坦半島—?dú)v史上瑪雅古國(guó)的所在地考察時(shí),發(fā)現(xiàn)了一條結(jié)構(gòu)復(fù)雜、洞穴相連的地下河流。初步估計(jì),該河流約有200多英里長(zhǎng),有可能是世界上最長(zhǎng)的地下河流。更讓他們驚訝的是,在該地下河的最深處,潛水員們竟然發(fā)現(xiàn)了古代瑪雅人砌成的爐灶、石桌以及陶器等物!人們不禁要問(wèn):難道古代瑪雅人曾經(jīng)在水底生活?其實(shí),造成我們所描述的這些奇跡的正是地下水。
地下水是一位非常出色的“建筑師”和“雕塑家”。當(dāng)它們?cè)谑規(guī)r層的裂縫中長(zhǎng)年累月地不斷流動(dòng)和侵蝕時(shí),就能塑造出一座座奇形怪狀、多彩多姿的巖溶洞穴。如我國(guó)桂林的七星巖溶洞、美國(guó)肯塔基州拉契山中的猛犸洞等,都是地下水巖溶的杰作。地下水的分布極為廣泛,形態(tài)多種多樣,既有涓涓細(xì)流,也有噴涌壯觀的噴泉,還有悄悄流淌的暗河……在世界各地,只要人們向地下挖掘到一定的深度,幾乎都能找到它的蹤跡。
一般情況下,人們把廣泛埋藏于地表以下各種狀態(tài)的水,統(tǒng)稱(chēng)為地下水,而大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源。根據(jù)不同的埋藏條件,地下水可以分為潛水、上層滯水和承壓水3大類(lèi)。
作為人類(lèi)生存和發(fā)展的一種重要資源,地下水與人類(lèi)的關(guān)系十分密切,而最為常見(jiàn)的地下水利用方式就是井水和泉水;其次,土壤水是陸地植物賴(lài)以生存的最基本條件,當(dāng)我們研究生態(tài)環(huán)境變化時(shí),需要重點(diǎn)考慮區(qū)域地下水的變化過(guò)程和趨勢(shì);此外,地下水還是水文循環(huán)的一個(gè)重要組成部分,是地球化學(xué)和生物學(xué)成分的地下載體,是環(huán)境污染評(píng)價(jià)的重要指標(biāo),也是影響邊坡穩(wěn)定和地面沉降的重要因素。
被透支利用的地下水
聯(lián)合國(guó)的一項(xiàng)研究報(bào)告指出:全球現(xiàn)有12億人面臨中度到高度缺水的壓力,有80個(gè)國(guó)家水源不足,有20億人的飲水得不到保證。預(yù)計(jì)到2025年,形勢(shì)將會(huì)進(jìn)一步惡化,缺水人口將達(dá)到28億~33億。世界銀行的官員預(yù)測(cè):未來(lái)幾年內(nèi)“水將像石油一樣在全世界運(yùn)轉(zhuǎn)”。
我國(guó)人均淡水資源量?jī)H為世界人均量的1/4,被列入全世界人均水資源貧窮的13個(gè)國(guó)家之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)600多個(gè)城市中有一半以上的城市存在著不同程度的缺水現(xiàn)象,沿海城市也不例外,甚至更為嚴(yán)重。專(zhuān)家們警告:“20年后,中國(guó)將找不到可飲用的水資源?!泵绹?guó)民間有影響的智囊機(jī)構(gòu)—世界觀察研究所發(fā)表的一份報(bào)告中稱(chēng):“由于中國(guó)城市化和工業(yè)發(fā)展對(duì)水需求量的迅速增大,中國(guó)將長(zhǎng)期陷入缺水狀況?!?br/> 中國(guó)的黃河,在過(guò)去的10多年中年年斷流,其中1997年斷流226天。根據(jù)衛(wèi)星拍攝照片的解譯,我國(guó)數(shù)百個(gè)湖泊正在干涸,一些地方性的河流也在逐漸消失。全國(guó)600多座城市中,有300多座城市缺水,其中嚴(yán)重缺水的有108個(gè)。北京市的人均占有水量為全世界人均占有水量的1/13,連一些干旱的阿拉伯國(guó)家都不如。
目前,我國(guó)城市的供水方式有地表水、地下水和兩種水源混合使用3種。當(dāng)?shù)乇硭坎蛔悖哟蟮叵滤拈_(kāi)采便成為理所應(yīng)當(dāng),最終導(dǎo)致對(duì)地下水的透支利用。
地下水資源是人類(lèi)的重要水資源,它與大氣降水和地表水有著直接的補(bǔ)排關(guān)系。地下水資源的開(kāi)采一般不應(yīng)超過(guò)補(bǔ)給量,否則就會(huì)給地下水環(huán)境帶來(lái)危害,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化。
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對(duì)水資源需求的壓力促使人們不斷加大對(duì)地下水的開(kāi)發(fā),地下水資源的開(kāi)采層在不斷加深,開(kāi)采范圍持續(xù)擴(kuò)展,甚至是超量開(kāi)采。這種開(kāi)采方式,在水文地質(zhì)學(xué)界被稱(chēng)為“掠奪式開(kāi)采”。
我國(guó)地下水資源主要分布在長(zhǎng)江以南的南方地區(qū),北方地區(qū)地下水資源量?jī)H占我國(guó)地下水資源總量的三分之一;與此同時(shí),北方地區(qū)由于缺少地表水,成為我國(guó)地下水開(kāi)采量最大的地區(qū)。特別是西北地區(qū),超采地下水現(xiàn)象十分嚴(yán)重。
近幾十年來(lái),超采地下水資源已經(jīng)誘發(fā)了地面沉降、地表塌陷、地裂縫、生態(tài)退化、土壤沙漠化和海水入侵等一系列環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害。
目前,全國(guó)有近70個(gè)城市因不合理開(kāi)采地下水而誘發(fā)了地面沉降,沉降范圍6.4萬(wàn)平方千米,地面沉降中心的最大沉降量超過(guò)兩米的有上海、天津、太原、西安、蘇州、無(wú)錫、常州等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市,其中天津塘沽的沉降量達(dá)到3.1米。此外,西安、大同、蘇州、無(wú)錫、常州等城市在產(chǎn)生地面沉降的同時(shí),還伴有地裂縫發(fā)生,嚴(yán)重地威脅著城市的基礎(chǔ)設(shè)施。
在我國(guó)西部的許多地區(qū),由于地下水超采嚴(yán)重,地下水位大幅下降,導(dǎo)致大量已成活多年的樹(shù)木枯死,生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化。
在新疆,由于超采地下水,天山北坡和吐哈盆地綠洲邊緣植被嚴(yán)重退化,一些片狀的沙漠呈現(xiàn)合攏之勢(shì)。
【責(zé)任編輯】 趙菲