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水资源紧缺——干涸时代即将来临

    (华联社3月27日讯)据美国国家地理杂志2014年8月25日报道,2014年来,加利福尼亚州的中央山谷中的钻井数量直线上升,为的是补充干旱造成的地表水缺乏。

    含水层为我们提供了组成地表水的淡水,它们从干旱枯竭的河湖、水库中逐渐消失。于是,我们开始以飞速的频率,抽取那些隐藏的、大多不可再生的地下水。这不仅发生在美国西部,全球的多个干旱地区也在上演这一幕,正在威胁着人类的未来。
    万幸的是我们已经看到了这些摆在眼前的威胁及挑战。就像洪水在不断上涨,敌人涌向我们,高速公路出口前正好发生了交通堵塞。事实上,我们已经看到了潜在的危机,并积极作出应对。
    当那些威胁,或受到威胁的资源尚不能显现的时候,我们还不能成熟应对。其中一些人还没有意识到为什么看不见的碳排放会影响大气的化学成分,使得全球变暖。再比方说,因为海平面是我们所能看到的,而很难理解为什么我们捕捞了过量的大鱼,而食物的主要来源在急剧减少。这些危机都是无形的,大部分在看不见的地方、意想不到的地方,因此人们很难为之感到兴奋并予以回应研究。逐渐消失的地下水就属于看不见的危机。
    地下水来自于含水层,就像海绵一样的砾石和填满沙子的地下水库。我们只有在它从泉眼或者井中流出时才能看到。在美国,我们有一半的需求依赖于这种隐藏的,且不断消失的水源。而且,当干旱造成湖泊、河流、水库中的地表水大幅减少之后,我们会更依赖于含水层中的地下水。一些浅含水层的补给可以从地表水获得,但那些古老的水源由于几千年或几百万年前的地质变化而被锁在深含水层中。这些含水层通常是无法补给的,一旦这种”化石”水消失了,就永远消失了。并很有可能会改变我们生活的、种植庄稼等等的方式与地方,以及很多其他的方面.

    加州遭遇了很严重的干旱,目前已持续四年之久。积雪、河流和湖泊里的水枯竭了,取而代之的是,地下水的使用量急剧上升,以此弥补这种短缺。斯坦福大学的一项新报告指出,全国近60%的水需求都是通过地下水来满足的,在降雨、降雪正常的年份里,这个比例只占到40%。
    依靠地下水来弥补地表水供应的萎缩,代价在不断加重。在加州中央峡谷的含水层里发现的这些隐藏的水更像是新的一轮淘金热。钻井工人在加班工作,就像Brian Clark Howard在上周报告中说的那样,缺水的农民和房主现在必须排队等上一年,才会有新的井。
大多数时间里,含水层通过渗入地面的雨水和河流得到补充。但在干旱的时候,地下水位——即地下水距离地表的深度,却会下降,因为地下水被抽取的速度快于补给的速度。正如Howard所述,中央峡谷里那些原本500英尺就可以出水的井,现在必须钻到1000英尺或者更深;钻一口井就需要花费超过300,000美元。而鉴于含水层被耗尽,土地也开始下沉或者坍塌。
与西部的其他州不一样,加利福尼亚州的人们对地下水资源知之甚少,因为钻井纪录对公众是保密的,而且也没有全国性的政策限制地下水使用。州议员正在考虑一项措施来规范和限制地下水的使用,但就算这项措施得以通过,也得等到2020年才会下达相关规定,而直到2040年才会做出全面限制。现在,加州的业主们都在尽可能地抽取地下水。
加州的中央峡谷不是美国唯一一处地下水锐减的地方。科罗拉多河流域和南部大平原的形势也非常之严峻。研究发现,之所以会发生全国性地下水枯竭,原因有一半来自于农业灌溉。农业是美国乃至全世界用水量最多的第一大产业,全球的农业灌溉消耗了60%的可利用淡水。
七个州的4000万人口用水都依赖于科罗纳多河流。现在其水量正在锐减,且大部分损失来自地下水。加州大学欧文分校的一项新的卫星调查和NASA的数据显示,从2004年到2013年,科罗拉多河流域失去了65立方千米的水量。这个数字是美国最大的水库——米德湖的储水量的两倍,这个水库可以储存科罗拉多河流两年的水流量。Jay Famiglietti(NASA科学家,也是研究报告的合著者)写道:该流域损失的水量有75%是地下水。
    在东部,高地平原下的奥加拉拉蓄水层也因为需求量太大而萎缩。我们近期才发现,在20世纪30年代,风沙侵蚀区超越了大平原,而且多半不可能抽取其中的水来帮助缓解干旱情况。二战之后,中心支轴式喷灌机的大范围使用改变了平原上的作物生产方式,农作物需要大量水资源补给,例如草食家畜食用的玉米和苜蓿。
    严重的干旱再一次威胁到了南部平原,人们毫无节制地从南部的奥加拉拉蓄水层抽水。北部的奥加拉拉位于内布拉斯加州的地表附近,洛基山脉的河流作为补充。但是在更远的北边,德克萨斯州和新墨西哥州,地下水距离地表有几百英尺,已无法重新注满。上个月,Sandra Postel写道,在德克萨斯州的狭长地区,奥加拉拉蓄水层的水位在十年里下降了15英尺,最近五年所下降的水量占据了十年下降总水量的四分之三。最近堪萨斯州大学的一项研究说,如果堪萨斯州的农民依旧以现在的速率来灌溉,那么奥加拉拉蓄水层所剩的69%水量将会在50年内耗尽。

    不幸的是,全球的地下水量也不容乐观。美国地质调查局于2013年进行的一项研究以美国境内的40个含水层作为调查对象,研究发现地下水的消耗速度从2000年以来直线上升,每年抽取约25立方千米(6立方英里)的地下水。而从1900年到2008年,平均每年的抽水量只有9.2立方米(1.48立方英里)
    然而,稀缺的地下水源也可用于能源提供。提倡可持续商业实践的组织CERES最近的研究表明,在美国的干旱区域,水力压裂法——一种耗水钻井获得石油和天然气的过程,已经加入了对水源的争夺。二月份的报道说,美国一半以上的水力压裂井都在干旱地区,而超过三分之一的井所在地区的地下水已枯竭。
通过卫星图,我们可以更清楚地了解地下水资源的枯竭速度。在NASA发射了这些名为GRACE(重力恢复和气候实验)的卫星之后,我们才能目睹或测量这种无形的危机。GRACE让我们看到了全球地下水源的缩减情况:尤其是干旱区域,如印度北部、华北平原和中东地区。
    干旱会加剧地下水的枯竭,这就导致人类生活与农耕用水的收缩,因此很可能会引发社会动荡。几十年前,沙特阿拉伯抽取深层地下水用于沙漠种植小麦,如今这个计划已经放弃,以便地下水源恢复,人们只能依赖进口小麦来填饱肚子。
干旱正在夺取我们的地表水,所以管理和保护地下水资源成为一项急迫的挑战。随着地下水成为一种普通的资源——对任何有井的人来说是这样——钻井设备的合作和协作变得至关重要,这样我们才能保护这条日渐萎缩的防线,以对抗未来的水资源匮乏。

 

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