人类正在耗尽全世界的地下水但有办法补充地下水

如果您几乎站在地球上的任何一点，您脚下的地面都会有水流动。地下水为世界上大约一半的人口提供了饮用水，并为农作物灌溉用水提供了近一半的水。它在干旱期间维持河流、湖泊和湿地的生存。

地下水是可再生资源，但一些含水层枯竭后可能需要数十年甚至数百年才能恢复。目前对这一挑战的理解主要基于人们记录井水位测量的位置和频率。

在一项新发表的研究中，由数据科学家、水专家和政策专家组成的团队编制了第一个这些级别的全球规模数据集。我们分析了40 多个国家 170,000 口井的数百万次地下水位测量结果，并绘制了地下水位随时间变化的图谱。

我们的研究有两个主要发现。首先，我们发现地下水迅速枯竭在世界范围内普遍存在，并且近几十年来下降速度加快，某些地区的水位每年下降 20 英寸或更多。然而，其次，我们的研究还揭示了许多故意采取行动阻止地下水枯竭的案例。这些结果表明，社会并非不可避免地注定会耗尽地下水供应，并且通过及时干预，这一重要资源可以恢复。

一个干渴星球的肖像

许多因素决定地下水位，包括地质、气候和土地利用。但某个特定地点的地下水位下降得越来越深，通常表明人们抽取地下水的速度超过了自然补充地下水的速度。

我们编制的 3 亿个测量结果中有一些是由自动测量设备记录的。许多其他产品是由世界各地的人们在现场制作的。这些测量结果描绘了一幅令人担忧的画面。

研究表明，自 2000 年以来，地下水位下降的地方远多于上升的地方。在许多地方，尤其是大量耕种和灌溉的干旱地区，地下水位每年下降超过 20 英寸(0.5 米)。例如阿富汗、智利、中国、印度半岛、伊朗、墨西哥、摩洛哥、沙特阿拉伯、西班牙和美国西南部。

我们的第二个也是更令人担忧的发现是，在我们收集测量数据的大约三分之一的地区，地下水下降的速度正在加快。在大片土地用于农业的干燥气候中，地下水加速下降是很常见的。这表明地下水灌溉与地下水枯竭加剧之间存在潜在联系。

当地下水被过度使用时会发生什么?

地下水位快速且加速下降会产生许多有害影响。

当地下水位下降时，来自水井和泉水的饮用水供应可能会枯竭。依赖这些水井的人和社区可能会失去他们唯一的饮用水淡水来源。

例如，加利福尼亚州圣华金河谷为家庭提供淡水的水井正在干涸，自 2000 年代初以来，该地区地下水枯竭速度加快。除非采取行动稳定地下水储量，否则这个问题可能会继续存在并恶化。

干涸的水井也会威胁农作物生产。长期以来，地下水枯竭一直被视为全球灌溉农业面临的最大威胁之一，因为全球灌溉用水的近一半是由水井提供的。

在地下水通常排入河流的地区，地下水位下降可能会逆转这种水流并导致河流渗入地下。这影响了河流的生态并减少了下游的水供应。在美国，地下水抽取率较高的地方，漏水的溪流更为常见，这凸显了抽取地下水可以直接减少流入附近河流的地下水量。

地下水下降也会导致地表下沉。地面沉降增加了全球数十个沿海城市的洪水风险，包括雅加达、东京、伊斯坦布尔、孟买、奥克兰和佛罗里达州坦帕湾地区。

距离海岸较远的地方，地面沉降可能会损坏基础设施。它对德黑兰和墨西哥城等地下水位下降的地区构成了严峻的挑战。在许多情况下，罪魁祸首是过度抽取地下水。

最后，地下水下降会导致海水向地下内陆移动并污染沿海地下水系统，这一过程称为海水入侵。当海水入侵时，沿海含水层的盐分可能会变得过高，无法在不进行能源密集型海水淡化的情况下用于饮用水。

如何补充地下水供应

我们还发现地下水位正在恢复的地方。社区用于补充地下水源的策略包括开发新的替代水源，例如当地河流;采取政策减少对地下水的需求;并有意用地表水补充含水层。

从 1940 年到 2000 年，由于当地工业从含水层抽水，阿肯色州埃尔多拉多镇的地下水位下降了约 200 英尺(60 米)。1999年，一项新政策建立了抽水费结构，激励企业寻找新的供水源。到 2005 年，一条管道已建成，将水从瓦希托河引至埃尔多拉多。这一新水源减少了对地下水的需求，自 2005 年以来该地区地下水位有所上升。

1980 年至 2000 年间，曼谷出于家庭、工业或商业目的而钻探了大量私人水井，导致地下水抽水量增加了一倍，地下水位下降。作为回应，官员们在 2000 年至 2006 年间将地下水开采费提高了四倍。地下水抽取总量下降，随着用户找到其他水源，水位开始恢复。

在亚利桑那州图森附近的一个山谷中，由于 20 世纪 40 年代后灌溉用水增加，地下水位下降了 100 英尺(30 米)。为了帮助补充枯竭的地下水，修建了漏水池塘。这些池塘里充满了来自科罗拉多河的水，这些水通过运河输送到数百英里外的该地区。当这些池塘渗漏时，它们会重新填充枯竭的含水层。由于这些池塘漏水，山谷中部分地区的地下水位上升了约 200 英尺(60 米)。

我们的分析表明，监测许多地点的地下水位是多么重要。随着许多地方地下水位下降，依赖地下水的社区和企业需要有关其供水的准确信息，以便他们能够及时采取行动来保护水资源。