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世界各地的地下含水层正遭受重创。由于干渴的农田和快速增长的城市数十年来的无节制抽水，这些储存了地球上 95% 以上饮用水的地下岩床已经枯竭，将伊朗等国家推向了人道主义灾难的边缘。美国的水井也面临困境，亚利桑那州等地的地下水超采现象已导致水井干涸，地面塌陷和开裂。
但本周发表在《自然》科学期刊上的一项新研究，重点介绍了世界上少数几个地下水位正在恢复的地区。研究人员利用 40 年来 170,000 口地下水井的测量数据，确定了几项关键政策，可以阻止水位下降——甚至可以恢复水位。这些政策执行起来都很困难，并且各有其经济成本，但新数据为加州中央谷地等正在努力减缓地下水急剧下降的地区带来了希望。
“关于地下水的讨论大多集中在枯竭问题上，这项工作的新颖之处在于我们能够描绘出一些地下水位已经恢复的案例，”加州大学圣巴巴拉分校水资源教授、该研究的首席作者 Scott Jasechko 表示。“虽然这些案例很罕见，但它们提供了有益的示例，说明其他地方的情况也可能得到改善。”
为了绘制全球含水层变化的地图，作者们与数十个政府部门进行了沟通，并汇编了 1300 多项不同的研究。他们获取数据的 40 多个国家占世界地下水使用量的 75% 以上。在绘制完地图后，Jasechko 和他的团队放大了水位上升的地区，并与当地政府进行了后续联系，以了解他们是如何做到的。
研究人员发现的第一个解决方案很明显：如果地下水快用完了，就寻找另一个水源。作者们提到了新墨西哥州阿尔伯克基的成功案例，该市在 20 世纪末依靠其含水层来支持快速的城市增长。当新的研究表明含水层的水量远少于官员们的预期时，他们转向了科罗拉多河的支流作为替代供应，建造了一个处理厂和一系列管道来引入河水，让含水层得到休息。
“在 80 年代和 90 年代初，人们认为阿尔伯克基坐拥苏必利尔湖水平的水量，然后在 90 年代他们发现事实并非如此，”阿尔伯克基水务公司水资源经理 Mark Kelly 说。“那就像一次警钟，我们改变了策略。”
拜登政府已寻求在该国其他地区复制这一解决方案，花费了超过 80 亿美元为依赖地下水的农村地区建造新的水库和管道。但这些项目对地方政府来说成本过高，没有联邦援助无法实现；在新墨西哥州，引入科罗拉多河水的成本超过了 4.5 亿美元，由阿尔伯克基居民支付的水费增加来承担。此外，正如科罗拉多河近期的历史所示，地表水并不总是可靠的——在 2022 年的干旱期间，这条河流的水位达到了历史最低点，迫使西部一些农民重新转向地下水进行灌溉。
“进一步抽取科罗拉多河的水并将其转移到其他地方，可能会减少科罗拉多河本身的水量，”Jasechko 说。“我认为称之为解决方案是过于乐观了。”
遏制含水层下降的第二种方法是通过一种称为“人工含水层补给”的策略来补充地下水，该策略涉及将水注入含水层以填补枯竭的岩床。这项策略在美国西部一些缺水地区已经得到推广。在亚利桑那州的图森，当地官员将科罗拉多河水储存在地下，以帮助恢复多年来持续下降的水位，从而为极端干旱期间的用水储备打下了基础。这里也一样，拥有替代的地表水源（如河流）会很有帮助，尽管一些政府也找到了替代供应。例如，在西班牙中部，一系列补给试点项目利用屋顶雨水径流和处理后的废水来补充含水层。
第三种解决方案不依赖替代水源，但也有其代价。研究人员重点介绍了泰国曼谷的案例，该市在 20 世纪末实施了严格的地下水抽取限制，此前该市的大部分地区开始下沉。此后，该市的水位得到了恢复，部分地区甚至开始回升。然而，这一改善并非没有代价：为了保护其土地免于下沉，曼谷不得不限制新建工厂和工业设施的建设，这意味着它可能错失了经济增长的机会。
“所采取的措施在一定程度上帮助他们恢复了，”Jasechko 说，“但同时也以工业发展和潜在的就业机会为代价。”
尽管引入地表水成本高昂，并且在限制地下水使用方面存在政治上的困难，但该研究的作者表示，许多国家将需要实施这些解决方案，以避免含水层枯竭造成的更严重后果。居民用水井的枯竭可能导致整个社区无法居住，这在亚利桑那州的一些居民身上已经成为现实。如果农用井干涸，就像在伊朗发生的那样，可能会威胁到区域或国家的粮食供应。
加州大学戴维斯分校水文学教授 Helen Dahlke 表示，尽管恢复的案例研究为其他地区提供了蓝图，但气候变化可能会使复制它们变得困难。随着地球变暖，干旱地区的降水量将减少，而降雨的减少可能会抵消地下水管理的一些积极影响。
“他们所谈论的措施，如果能够抵消降水量的下降，其影响将更加深远，”她说。“这是一场‘有多少进来，有多少出去’的游戏。”
本文最初发表在 Grist，网址为 https://grist.org/solutions/groundwater-aquifers-drought-shortage/。
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