华北平原地下水超采的问题究竟有多大?
大到甚至可以从卫星上监测到!
金士博(Wolfgang Kinzelbach),瑞士地下水专家。
但在现实中,地下水问题是看不到的,像环境污染、空气污染,我们马上能感觉到,但是地下水在哪里?地不是透明的,我们看不到。
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演讲人金士博:最近20年在瑞士苏黎世联邦理工学院工作,研究领域主要是地下水。
水资源紧张:一个国家或者地区每年的人均(可再生)水资源量少于1700m³
水资源短缺:人均(可再生)水资源量少于1000立方米
1700m³的标准是哪来的?
每人每年的1700m³的水里面,大部分是为了生产我们的食物而消耗的水。
这是南非的一个酒庄的车,它上面写着:节约用水,多喝葡萄酒。
但是仅生产一升的葡萄酒,就需要900升的水来养葡萄。
而粮食是浓缩的水:生产1公斤的小麦需要1到2个立方米的水
吃粮食长大的牲畜:第二次浓缩水。
比如生产1kg的牛肉大约消耗10到15立方米的水。
那么中国缺水吗?
看图:
不能看平均,在时间空间上都不能平均。
中国每人每年平均有2355立方米的水资源,但是贵州比平均数高,而华北平原,人均水资源少于300m³,极度短缺水。!
那么作为中国大粮仓的华北平原,生产了超过中国1/4的粮食,农业用水哪里来?
答案是,不可持续地利用水资源。
什么是不可持续地用水?一个是超采地下水,另一个是挪用生态环境需要的水。
地下水,含水层分为饱和层和非饱和层,在饱和层,水能填满所有的沙子中的空隙,在非饱和层还有空隙在里面。
饱和层和非饱和层的分界就是地下水位。
地下水可以通过降雨或者河流补给,然后随着重力的作用流到低处。假如我们在一个地区长时间抽出来的水量大于补给的水量,那就是超采,超采的表现就是地下水位在下降。
全球每年抽出来的1万亿立方米的水里面,1/4是超采。
两个最突出的典型案例,印度的干河谷和华北平原。
80年代中国人口超过10亿,粮食不够吃。地表水灌溉不满足需求的情况下,开始抽地下水。
由此开始,地下水就以每年0.5到1m的速度在下降。
如图,水位线从1964年到1993年一直在下降
GRACE是观测地球重力场变化的卫星,重力变少了就是蓝色的,表示质量变少了。
地下水位下降引发两个问题:
1、抽水的成本会越来越高
2、井的抽水量会越来越少
超采的严重后果:湿地变干,河流枯竭,地面沉降,还有海水入侵,这些问题会导致地下水的水质持续恶化。
图中这样的裂缝在河北有1000多个,有400个长度超过1km