地球上有大量的水,從太空上看,地球是一顆被水包圍的美麗藍(lán)色星球。水,是地球生命賴以生存的必要條件之一。人類的生存和發(fā)展也離不開水,目前世界各國(guó)越來(lái)越重視水資源保護(hù)。作為全球水循環(huán)中重要的存在形式,地下水需要得到更多的關(guān)注與重視。
認(rèn)識(shí)地球上的水
地球上的水,從大氣到地球表面,乃至地核的各個(gè)層圈中都有,可分為兩大類:淺部層圈水,如大氣圈、地球表面、巖石圈和生物圈中的水;深部層圈水,如地幔和地核中的水。其中,深部層圈水一般不能以氣態(tài)或液態(tài)的形式存在,而是以一種超臨界流體的形式存在。
據(jù)估算,地球上全部水的質(zhì)量約為5 000 000兆~7 000 000兆千克,約占地球總重量的10%,人們能夠接觸到的水多以淺部層圈水為主,僅占地球總重量的大約0.23%。淺部層圈水以地表水為主,覆蓋了地球表面積的71%。淺部層圈水中96.5% 是海水,3.5%是淡水。目前人類可利用的水資源大約僅占地球淺部圈層水的0.3%,其中地下水占了98.5%,其余是河流、湖泊等地表水。
據(jù)世界水評(píng)估計(jì)劃組織(WWAP)的世界水發(fā)展報(bào)告:全球地下水主要用于農(nóng)業(yè),21 世紀(jì)第一個(gè)10年,每年有多達(dá)8 000億立方米的用水量,其中,印度、美國(guó)、中國(guó)、伊朗和巴基斯坦(由多到少排序)五國(guó)的用水量約占67%。2050 年前后,全球用水量將高達(dá)每年11 000 億立方米,增幅超過(guò)39%。屆時(shí),全球1/3 的地下水系統(tǒng)將處于超采狀態(tài),灌溉和糧食生產(chǎn)用水是淡水資源面臨的最大壓力,農(nóng)業(yè)用水約占全球淡水總消耗的70%,在某些國(guó)家消耗比例甚至可能高達(dá)90%。
(冰洞藍(lán)湖是世界著名的地?zé)釡厝?/strong>
是海水經(jīng)過(guò)地下高熱火山熔巖層吸
收熱量而形成的,水中含有許多化
學(xué)與礦物結(jié)晶)
我國(guó)水資源短缺
要有足夠的數(shù)量和質(zhì)量并滿足某地一段時(shí)間內(nèi)的需求。我國(guó)的水資源總量較為豐富,居世界第六位,但人口眾多,人均占有量?jī)H約2 300 立方米,不足世界人均水量的1/4,列全球第 110 位。實(shí)際上我國(guó)已被聯(lián)合國(guó)列為全球13 個(gè)貧水國(guó)家之一。
受溫帶大陸性氣候和季風(fēng)的影響,我國(guó)的水資源呈現(xiàn)時(shí)空分布不均的特點(diǎn),降水量從東南向西北遞減,東南地區(qū)年均降水量可達(dá)1 600毫米,而西北內(nèi)陸只有50 毫米。降水的時(shí)間分布也不均勻,大部分降水集中在5—9 月,澇災(zāi)時(shí)有發(fā)生;春冬季氣候干燥,易發(fā)生旱災(zāi)。水資源分布不均也為合理利用水資源帶來(lái)了困難。
(甘肅鳴沙山的月牙泉處于鳴沙山
環(huán)抱之中,形似彎月,隨著地下水位
的不斷下降,水源補(bǔ)給面臨巨大危及,
月牙泉的面積也在萎縮 羅蓉供圖)
據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局資料,2017 年我國(guó)的水資源總量約 28 761.2 億立方米,人均約 2 074.5立方米。全國(guó)供水總量約6 043.4 億立方米,約占當(dāng)年水資源總量的21.0%。其中,地表水源供水約4 945.5億立方米,地下水源供水約1 016.7 億立方米,其他水源供水約81.2 億立方米。
由于水資源分布不均,我國(guó)眾多城市飽受缺水困擾:669座城市中有400座供水不足,110座嚴(yán)重缺水;32 個(gè)百萬(wàn)人口以上的特大城市中,有30 個(gè)長(zhǎng)期遭受缺水困擾;46 個(gè)重點(diǎn)城市中21 個(gè)水質(zhì)較差,14個(gè)沿海開放城市中有9個(gè)嚴(yán)重缺水。
(哈密市伊吾胡楊林景區(qū)位于新疆
維吾爾自治區(qū)東北部,屬溫帶
大陸性干旱氣候 李志萍供圖)
我國(guó)還經(jīng)常發(fā)生旱災(zāi),平均每4 年發(fā)生一次嚴(yán)重旱災(zāi)。1984—1989年,年均受災(zāi)面積3.9億畝,成災(zāi)面積約1.9 億畝。旱災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)較多、災(zāi)情比較嚴(yán)重的有5個(gè)地區(qū):松遼平原、黃淮海平原、黃土高原、四川盆地和云貴高原至廣東湛江一帶,全國(guó)約70% 以上的受旱面積在這些區(qū)域。
此外,地下水水質(zhì)也不容樂(lè)觀。由于大量地表水質(zhì)量下降,在持續(xù)超量開采下,地下水水質(zhì)有逐漸惡化的趨勢(shì)。
地下水的認(rèn)識(shí)誤區(qū)及超采危害
關(guān)于地下水,有兩個(gè)影響較大的認(rèn)識(shí)誤區(qū):一是認(rèn)為地下水取之不盡,可以隨意開采;二是認(rèn)為地下水不能采,否則就會(huì)造成災(zāi)難。
(四川九寨溝)
地下水對(duì)人類的生活產(chǎn)生巨大影響,還是在工業(yè)革命之后。中國(guó)是地下水資源豐富的國(guó)家,地下水具有分布廣、水質(zhì)好、不易被污染、調(diào)蓄能力強(qiáng)和供水保證程度高的特點(diǎn),在國(guó)家的水資源中占有舉足輕重的地位。我國(guó)北方和許多干旱半干旱地區(qū),主要以地下水為飲用水源。很長(zhǎng)一水資源是指可利用或有可能被利用的水源,段時(shí)間內(nèi),我國(guó)地下水開采量的近2/3用于農(nóng)業(yè),很多北方城市供水也以地下水為主。
我國(guó)的地下水規(guī)模性開采始于20世紀(jì)50年代并持續(xù)增長(zhǎng),特別是進(jìn)入70 年代后,開采量增速加快,從年均 572億立方米增至1999 年的1 116億立方米。其中,北方開采量為 849億立方米,約占全國(guó)開采總量的 76%;南方開采量為 267億立方米。2000年以后,地下水開采受到控制,開采量呈下降趨勢(shì)。
(浙江紹興水鎮(zhèn))
(蘇州同里)
地下水的超量開采不僅造成區(qū)域地下水位大幅度持續(xù)下降,還在開采強(qiáng)度較大、用水集中的城市與地區(qū)導(dǎo)致了規(guī)模不等的地下水位降落漏斗,且由點(diǎn)到面,形成區(qū)域性大范圍的持續(xù)下降區(qū)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前全國(guó)已形成100 余個(gè)地下水區(qū)域性漏斗區(qū)。有的地區(qū)漏斗中心水位已低于海平面幾十米,有些城市出現(xiàn)了地面沉降,還引發(fā)了水資源枯竭、環(huán)境破壞、生態(tài)退化以及地裂縫等一系列環(huán)境問(wèn)題。
地球上的水是循環(huán)往復(fù)的,地下水是水循環(huán)中的一環(huán)。我們開采地表水或地下水,本質(zhì)沒(méi)有什么區(qū)別,都會(huì)造成連鎖反應(yīng),對(duì)環(huán)境和生態(tài)產(chǎn)生影響只是表現(xiàn)形式有所不同。所以問(wèn)題不在于哪種水能采哪種水不能采,而在于怎么采和采多少。
地下水工作者的工作及政策指導(dǎo)
地下水是地球上最大的液態(tài)淡水資源庫(kù),全球有超過(guò)20 億人飲用地下水。如今,多個(gè)國(guó)際組織和許多國(guó)家重視地下水的可持續(xù)利用,并推出了多項(xiàng)研究和保護(hù)計(jì)劃。
我國(guó)的地下水科學(xué)伴隨共和國(guó)的成長(zhǎng)已歷經(jīng)60 余年的發(fā)展,地下水科技工作者付出了巨大努力,從早期的清潔淡水資源的勘查和評(píng)價(jià),到20世紀(jì)70 年代后針對(duì)地質(zhì)環(huán)境保護(hù)的調(diào)研等等,研究重點(diǎn)不斷發(fā)生變化。近年來(lái),供水安全、污染修復(fù)、生態(tài)保護(hù)和地?zé)崮茉撮_發(fā)等領(lǐng)域成為地下水科學(xué)的重要發(fā)展方向。
(冰島大噴泉是間歇噴泉,該地區(qū)
是一個(gè)大噴泉去,到處冒著灼熱的
泉水,熱氣彌漫,如煙如霧。地?zé)峋?/strong>
觀有噴泉、彩池和噴氣孔等)
人們?cè)絹?lái)越多地認(rèn)識(shí)到地,地下水的地質(zhì)作用與地表形態(tài)以及各種地貌景觀形成有密切關(guān)系,地下水對(duì)九寨溝、桂林山水的喀斯特景觀的形成有重要作用??蒲腥藛T已經(jīng)關(guān)注到地下水開采對(duì)地質(zhì)環(huán)境的各種影響,并在積極尋求地下水污染、地下水位下降和地面沉降等問(wèn)題的解決方案。與此同時(shí),地?zé)幔厝┑染G色能源的推廣,推動(dòng)直飲供水和勘探優(yōu)質(zhì)備用水源等工作都在有序開展。
隨著國(guó)家對(duì)地下水資源及環(huán)境保護(hù)的日益重視,一系列與地下水資源及環(huán)境保護(hù)相關(guān)的重要文件先后發(fā)布,其中比較重要的有兩個(gè)。第一個(gè)是2011年環(huán)保部、自然資源部與水利部正式發(fā)布《全國(guó)地下水污染防治規(guī)劃(2011-2020)》,要求到2020年實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)地區(qū)(段)地下水質(zhì)的顯著改善,全國(guó)地下水污染防治體系基本建成。第二個(gè)是2015年2月中央政治局常務(wù)委員會(huì)會(huì)議審議通過(guò)的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》,也就是著名的“水十條”,明確表示要嚴(yán)格控制地下水超采,將初步遏制地下水污染加劇趨勢(shì)作為重點(diǎn)工作目標(biāo)。其后發(fā)布的《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(也稱“土十條”,2016 年5 月28 日國(guó)務(wù)院印發(fā))和《關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù),堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見(jiàn)》(也稱“生態(tài)環(huán)境十條”,2018 年6月16 日國(guó)務(wù)院發(fā)布),更是指明了推進(jìn)地下水污染防治法律法規(guī)體系建設(shè)、全面落實(shí)嚴(yán)格管控、加強(qiáng)地下水監(jiān)測(cè)、嚴(yán)控污染,以及深化地下水污染防治等地下水工作發(fā)展方向。
結(jié)語(yǔ)
地下水與人們的關(guān)系日益緊密,公眾了解地下水科學(xué)的需求也空前迫切。開展地下水科學(xué)普及工作,已成為地下水科技工作者的重要任務(wù)之一。目前,已出現(xiàn)了面向高等院校的地下水科學(xué)教育基地以及面向社會(huì)、服務(wù)普通百姓的各類展館與基地等,有越來(lái)越多的地下水科技工作者、環(huán)保人士以及公益愛(ài)心組織及個(gè)人,積極投身地下水資源與環(huán)境保護(hù)事業(yè)。
(冰島泡溫泉的人們)
在政策的正確指引下,在地下水科技工作者的努力下,地下水資源保護(hù)工作已得到切實(shí)加強(qiáng),地下水污染和地下水開采引起的各種環(huán)境問(wèn)題也會(huì)逐漸緩解。伴隨著公民科學(xué)素質(zhì)的提升,人們的資源與環(huán)境保護(hù)意識(shí)越來(lái)越強(qiáng),地下水科學(xué)也將取得更大的發(fā)展。
(本文圖片除說(shuō)明外,均由作者提供)
(作者單位:北京市水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)/ 北京市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站)
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