金 海，胡文俊，夏志然

（水利部國(guó)際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作交流中心，100038，北京）

一、前 言

地下水是水資源的重要組成部分，據(jù)FAO AQUASTAT數(shù)據(jù)庫(kù)資料，全球可再生地下水占可再生水資源總量的19.5%。地下水在支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、應(yīng)對(duì)氣候變化、保障水安全等方面具有重要作用。

我國(guó)地下水資源量（含地下水與地表水資源重復(fù)部分）占水資源總量的28.2%，占供水總量的15.5%。據(jù)2015年全國(guó)取水許可管理的地下水開(kāi)發(fā)利用情況統(tǒng)計(jì)，地下水供水中，農(nóng)業(yè)用水占57.6%、工業(yè)用水占17.8%、城鎮(zhèn)公共用水占7.5%、居民生活用水占13.9%。華北地區(qū)地下水長(zhǎng)期超采，形成了世界上最大的地下水降落漏斗。過(guò)度開(kāi)發(fā)利用地下水，會(huì)引發(fā)地面沉降和塌陷、海水入侵、生態(tài)退化等一系列問(wèn)題。

西方發(fā)達(dá)國(guó)家在地下水利用與管理中積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，具有較高管理水平。本文介紹了全球地下水利用基本情況，聚焦美國(guó)、澳大利亞、丹麥等國(guó)在地下水保護(hù)與利用方面的發(fā)展歷程和特色做法，總結(jié)提煉經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，為我國(guó)做好地下水保護(hù)與利用提供啟示借鑒。

二、全球地下水概況及面臨形勢(shì)

據(jù)相關(guān)研究估計(jì)，全球地下水資源總量約為2.3×108億m3，主要分布在地下水盆地中（見(jiàn)圖1），其中包括眾多跨界含水層。全球地下水年供水量達(dá)9 000億m3，其中70%被用于灌溉；全球36%的飲用水、42%的灌溉用水和24%的工業(yè)用水均來(lái)自地下水。

目前地下水開(kāi)發(fā)利用程度較高的含水層主要包括美國(guó)的高原含水層和加州中央河谷含水層、非洲的北撒哈拉含水層和努比亞含水層、波斯半島的中東含水層、印度及孟加拉國(guó)西北部和東部的含水層，以及我國(guó)華北平原含水層等。

印度、中國(guó)、美國(guó)、巴基斯坦和伊朗這五個(gè)國(guó)家的地下水抽取量占全球的65%，其中印度的抽取量超過(guò)了中國(guó)和美國(guó)抽取量的總和（見(jiàn)圖2）。

由于人口快速增長(zhǎng)、城市化進(jìn)程加速推進(jìn)以及社會(huì)用水模式演變，全球主要含水層中地下水儲(chǔ)量大幅度下降（見(jiàn)圖3），引發(fā)了地面沉陷、海水入侵、生態(tài)退化、沙漠化等一系列問(wèn)題。

地下水水位降低和水質(zhì)惡化加劇了水資源短缺問(wèn)題。印度河-恒河-布拉馬普特拉河流域有全球最大的地下水系統(tǒng)之一，地下水資源總量達(dá)3 000億m3，然而其中60%由于水質(zhì)問(wèn)題等原因無(wú)法使用。在北非的利比亞，95%的供水來(lái)自不可更新的深層地下水（最深抽水深度超過(guò)1 000 m），這些地下水大部分用于灌溉。地下水超采治理和水質(zhì)保護(hù)越來(lái)越緊迫。

三、典型國(guó)家地下水管理

部分西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)地下水的開(kāi)發(fā)利用較早，經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，逐步成功建立了較為完善的地下水管理制度、法律體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并研發(fā)了先進(jìn)的地下水監(jiān)測(cè)、保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用技術(shù)。

1.美國(guó)

美國(guó)地下水資源總量為13 830億m3，占其水資源總量的45%。2017年地下水使用量達(dá)到1 113億m3，占總用水量的25%。地下水抽取量最大的五個(gè)州依次是加利福尼亞州（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“加州”）、阿肯色州、得克薩斯州（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“得州”）、內(nèi)布拉斯加州以及愛(ài)達(dá)荷州，其中加州抽取量占全國(guó)的21%。美國(guó)高原含水層、加州中央河谷含水層等區(qū)域地下水儲(chǔ)量在近100多年中顯著降低（見(jiàn)圖4）。

美國(guó)在聯(lián)邦層面以地質(zhì)調(diào)查局、環(huán)境保護(hù)署等相關(guān)機(jī)構(gòu)為主體，依據(jù)《清潔用水法案》《安全飲用水法》等有關(guān)法規(guī)，以水文地質(zhì)單元為基礎(chǔ)統(tǒng)籌地下水監(jiān)測(cè)、評(píng)估和管理。1970—1984年，美國(guó)實(shí)施了“國(guó)家水資源概況調(diào)查”，將全國(guó)分為21個(gè)水資源區(qū)域和352個(gè)水文地質(zhì)單元，根據(jù)含水層空間分布和形成條件對(duì)地下水資源的開(kāi)發(fā)和管理進(jìn)行評(píng)價(jià)。1978—1995年實(shí)施了“區(qū)域含水層系統(tǒng)分析計(jì)劃”，把全國(guó)分為25個(gè)含水層區(qū)域，以含水層系統(tǒng)為單位，整編區(qū)域水文地質(zhì)資料，編制區(qū)域水文地質(zhì)圖集。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局采集了8 000多眼地下水監(jiān)測(cè)井的地下水水位、水質(zhì)信息，編制全國(guó)地下水?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及時(shí)向社會(huì)發(fā)布。

圖1全球地下水資源分布

圖2地下水利用大國(guó)年均開(kāi)采量

圖3全球主要含水層地下水儲(chǔ)量每年減少情況

（1）加利福尼亞州地下水管理

地下水是加州重要的供水水源，南加州超過(guò)40%的供水來(lái)自地下水，正常年份地下水用量占加州用水量的1/3以上，干旱年份占1/2以上。為解決過(guò)度開(kāi)采造成的地下水水位大幅度下降、水井干枯及海水入侵等問(wèn)題，加州政府早在1959年就成立了南加州地下水回灌局，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)通過(guò)人工回灌來(lái)補(bǔ)給過(guò)量抽取的地下含水層并保護(hù)地下水水質(zhì)，用于回灌的水源包括雨水、再生水、流域外引調(diào)水等。為進(jìn)一步明確州級(jí)及地方有關(guān)部門(mén)地下水管理權(quán)責(zé)，加強(qiáng)地下水可持續(xù)管理，加州政府于2014年頒布了《加州可持續(xù)地下水管理法案》，規(guī)定了地下水開(kāi)發(fā)、管理相關(guān)計(jì)劃的制定、實(shí)施及更新審查安排，地下水監(jiān)測(cè)和開(kāi)采報(bào)告要求，監(jiān)督檢查，地下水水權(quán)管理，監(jiān)管費(fèi)收取等方面的事項(xiàng)。對(duì)于長(zhǎng)期處于超采狀態(tài)或是難以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)管理的地下含水層區(qū)，由加州水資源管理局專(zhuān)門(mén)制定地下水改善方案及行動(dòng)時(shí)間表，進(jìn)行嚴(yán)格管理。

圖4美國(guó)地下水儲(chǔ)量減少情況（1900—2008年）

圖5澳大利亞各地區(qū)對(duì)地下水的依賴(lài)情況

（2）高原地區(qū)地下水利用與保護(hù)

位于美國(guó)中西部的高原含水層（包含內(nèi)布拉斯加州、科羅拉多州、堪薩斯州、得克薩斯州等州的部分地區(qū)）是美國(guó)最大的地下含水層，面積約45.4萬(wàn)km2。該區(qū)域是美國(guó)重要的產(chǎn)糧地，地下水被大量用于灌溉（灌溉面積占全國(guó)28%），82%人口的飲用水也來(lái)自地下水。20世紀(jì)60年代以來(lái)，這一區(qū)域地下水超采嚴(yán)重，抽水量從1950年的85億m3增至1980年的260億m3。1950—2013年，得州地下水水位最大降幅超過(guò)80 m。

為了加強(qiáng)地下水管理，高原含水層區(qū)各州出臺(tái)了制度。雖然得州地下水水權(quán)歸屬于土地所有者，但得州政府通過(guò)立法建立了地下水保護(hù)區(qū)和優(yōu)先地下水管理區(qū)，在區(qū)域內(nèi)實(shí)施嚴(yán)格的地下水管理和保護(hù)相關(guān)制度。除了立法之外，當(dāng)?shù)剡€加強(qiáng)宣傳教育，舉辦科普活動(dòng)來(lái)推進(jìn)地下水保護(hù)。

美國(guó)國(guó)會(huì)于1983年通過(guò)《高原各州地下水示范項(xiàng)目法案》，授權(quán)內(nèi)務(wù)部墾務(wù)局在各州進(jìn)行地下水回補(bǔ)技術(shù)測(cè)試和示范?！陡咴貐^(qū)南部地下水資源保護(hù)法案》（2000年）從地下水監(jiān)測(cè)、未來(lái)發(fā)展預(yù)測(cè)等方面加強(qiáng)對(duì)地下水的保護(hù)，包括通過(guò)水文信息系統(tǒng)與數(shù)值模擬相結(jié)合的技術(shù)手段對(duì)地下水水質(zhì)和水位變化實(shí)施監(jiān)測(cè)。為解決高原地區(qū)缺水問(wèn)題，美國(guó)國(guó)會(huì)還曾于1976年通過(guò)法案，授權(quán)陸軍工程師兵團(tuán)開(kāi)展向高原地區(qū)調(diào)水的可行性研究。因?qū)倏缰菡{(diào)水工程，該計(jì)劃至今仍在研究論證中。

（3）美-墨跨界地下水保護(hù)

美國(guó)與墨西哥之間約有17個(gè)跨界含水層。過(guò)去兩國(guó)之間簽署的跨界河流條約及協(xié)定都未對(duì)跨界地下水管理作出專(zhuān)門(mén)規(guī)定。

墨西哥為減輕科羅拉多河含鹽量過(guò)高對(duì)其農(nóng)田造成的損失，以及保證生活用水，大量開(kāi)采邊界附近地下水。1973年，雙方在“國(guó)際邊界和水委員會(huì)”機(jī)制下達(dá)成協(xié)議，對(duì)兩國(guó)邊境地區(qū)地下水的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行了限制，規(guī)定任何一方進(jìn)行地下水開(kāi)發(fā)時(shí)都須和另一方商議。2006年，美國(guó)通過(guò)《美國(guó)-墨西哥跨界含水層評(píng)價(jià)法案》，確定開(kāi)展兩國(guó)間跨界含水層評(píng)價(jià)計(jì)劃，并明確可將美國(guó)資金用于墨西哥境內(nèi)的評(píng)價(jià)工作?？缃绾畬诱{(diào)查、評(píng)價(jià)、研究和管理等方面的合作納入雙方邊界水合作議程。

2.澳大利亞

澳大利亞地下水資源總量為720億m3，占其水資源總量的14.6%。澳大利亞高度依賴(lài)地下水資源，全國(guó)超過(guò)60%區(qū)域的城市、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及采礦業(yè)的用水主要依賴(lài)地下水（見(jiàn)圖5）。2017年澳大利亞地下水資源使用量占總用水量的31%。

澳大利亞的地下水資源管理遵循生態(tài)可持續(xù)發(fā)展原則，強(qiáng)調(diào)“可持續(xù)開(kāi)采”的理念，在其《國(guó)家水倡議》（2006年）中，將地下水使用申請(qǐng)的評(píng)估方法從傳統(tǒng)的逐案評(píng)估改變?yōu)榭紤]區(qū)域資源可持續(xù)性的評(píng)估，并提出通過(guò)限制地下水的許可抽取量來(lái)防止不利影響。澳大利亞全國(guó)設(shè)有279個(gè)地下水管理區(qū)，其中127個(gè)設(shè)置了地下水的許可抽取量限制，沒(méi)有設(shè)置限制的管理區(qū)也須將地下水抽取量保持在可持續(xù)水平。

澳大利亞采取地下水回補(bǔ)措施改善地下水資源狀況。企業(yè)或機(jī)構(gòu)獲得許可證后，可實(shí)施地下水回補(bǔ)，將水資源儲(chǔ)備至地下含水層，在需要時(shí)經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)可再取用。昆士蘭、南澳大利亞、西澳大利亞和北部地區(qū)均實(shí)施了地下補(bǔ)水，從2016年開(kāi)始每年補(bǔ)水4.1億m3，補(bǔ)水水源包括經(jīng)過(guò)處理的污水、雨洪水等。為保證補(bǔ)水不影響地下水的水質(zhì)和含水層的滲透性，澳大利亞政府在《國(guó)家水質(zhì)管理戰(zhàn)略》（2006年）中針對(duì)地下水回補(bǔ)作出了專(zhuān)門(mén)規(guī)定，并在2009年發(fā)布了《地下水回補(bǔ)管理指南》。任何水源經(jīng)相關(guān)機(jī)構(gòu)審核批準(zhǔn)后都可用于地下水回補(bǔ)，但必須避免對(duì)環(huán)境、用水戶(hù)以及公共健康產(chǎn)生不利影響；回補(bǔ)飲用水水源地的地下水，必須達(dá)到飲用水相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.歐洲國(guó)家

歐洲地下水資源占其水資源總量的17.4%，地下水年使用量占總用水量的19.2%，大約75%的歐洲居民用水依靠地下水，地下水也是工業(yè)和農(nóng)業(yè)灌溉的重要水源。歐洲318個(gè)含水層中有92個(gè)為跨界含水層。一些歐洲國(guó)家在20世紀(jì)70年代啟動(dòng)了地下水保護(hù)行動(dòng)，取得很好效果。歐盟2006年發(fā)布《關(guān)于保護(hù)地下水免受污染和防止?fàn)顩r惡化的指令》（“地下水指令”）要求成員國(guó)加強(qiáng)地下水保護(hù)，包括加強(qiáng)跨界含水層各有關(guān)國(guó)在水位監(jiān)測(cè)、污染物識(shí)別等方面的協(xié)調(diào)行動(dòng)。

（1）丹麥地下水利用與保護(hù)

丹麥的地下水利用、保護(hù)與管理處于世界領(lǐng)先水平。丹麥地下水占水資源總量的72%，地下水使用量占年用水總量的91%，居民飲用水水源100%來(lái)自地下水。

丹麥采取以預(yù)防為主的地下水管理政策。丹麥嚴(yán)格執(zhí)行歐盟的“地下水指令”和“飲用水指令”，并結(jié)合國(guó)內(nèi)供水及環(huán)境保護(hù)等法規(guī)，從源頭防止地下水污染。嚴(yán)格管理農(nóng)藥的使用，通過(guò)對(duì)使用農(nóng)藥收取額外的稅費(fèi)、農(nóng)藥銷(xiāo)售和使用須經(jīng)政府部門(mén)審查批準(zhǔn)等規(guī)定，防止地下水受農(nóng)藥污染。

丹麥地調(diào)局負(fù)責(zé)對(duì)地下水進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，以評(píng)估地下水的水量和水質(zhì)是否滿(mǎn)足國(guó)家和歐盟相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。丹麥地下水資源監(jiān)測(cè)點(diǎn)密集，全國(guó)共有約1 200個(gè)取樣點(diǎn)，平均36 km2有1個(gè)，可根據(jù)地下水的深度在地下5～100 m處取樣，定期檢測(cè)地下水水位以及地下水中所含化學(xué)成分的濃度。

丹麥注重采用高新技術(shù)，通過(guò)遙感、航測(cè)（SkyTEM）等技術(shù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)地下水，及時(shí)全面掌握全國(guó)地下水水位、水質(zhì)等變化狀況，繪制地下水風(fēng)險(xiǎn)圖，為地下水保護(hù)和風(fēng)險(xiǎn)防控提供可靠的依據(jù)；通過(guò)地質(zhì)勘測(cè)、水流模擬評(píng)估、水質(zhì)對(duì)比、打井回灌、水量水質(zhì)再評(píng)估等一系列措施，開(kāi)展地下水回灌（見(jiàn)圖6）。

丹麥地下水取水許可的有效期通常不超過(guò)15年。許可機(jī)構(gòu)定期對(duì)用水戶(hù)進(jìn)行檢查和評(píng)估，對(duì)于違反許可規(guī)定的，可采取相應(yīng)懲戒和補(bǔ)救措施，甚至可將其列入黑名單。丹麥的水價(jià)非常高，首都哥本哈根每立方米自來(lái)水價(jià)格約合人民幣55元，其中不僅包含供水成本，還包含污染防治及水質(zhì)保護(hù)等費(fèi)用，從而激勵(lì)用水戶(hù)更有效地利用水資源，減少地下水資源的使用量。

（2）法國(guó)-瑞士跨界地下水管理合作

法國(guó)和瑞士在跨界地下水資源的開(kāi)發(fā)、利用與保護(hù)方面具有較長(zhǎng)的合作歷史，是國(guó)家間跨界地下水管理合作的典范。1977年，瑞士日內(nèi)瓦州與法國(guó)上薩瓦省就日內(nèi)瓦含水層（見(jiàn)圖7）的管理，簽署了《日內(nèi)瓦含水層保護(hù)、利用和補(bǔ)給的協(xié)議》（2007年更新，有效期延長(zhǎng)30年）。根據(jù)協(xié)議成立了日內(nèi)瓦含水層管理委員會(huì)（雙方各3位代表），專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)制定年度含水層利用方案，并對(duì)新的取水工程和設(shè)備改造提出技術(shù)意見(jiàn)。協(xié)議規(guī)定日內(nèi)瓦州負(fù)責(zé)地下含水層人工補(bǔ)水（法方分擔(dān)部分費(fèi)用），法國(guó)境內(nèi)用戶(hù)每年從含水層抽取水量不超過(guò)500萬(wàn)m3（其中200萬(wàn)m3不用付費(fèi)）。用水戶(hù)每年年初需向委員會(huì)報(bào)告全年預(yù)計(jì)取水量，若需要取用更多地下水則必須提供相關(guān)技術(shù)評(píng)價(jià)意見(jiàn)，申請(qǐng)委員會(huì)批準(zhǔn)。雙方共同構(gòu)建地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到地下水出現(xiàn)污染時(shí)，雙方可根據(jù)實(shí)際情況無(wú)限制地采取相應(yīng)的保護(hù)措施。

圖6丹麥各地區(qū)地下水利用率及補(bǔ)給區(qū)分布

圖7日內(nèi)瓦含水層

四、經(jīng)驗(yàn)和啟示

1.完善的地下水管理法規(guī)制度是合理開(kāi)發(fā)利用和有效保護(hù)地下水資源的基礎(chǔ)保證

美、歐、澳等國(guó)家和地區(qū)，在聯(lián)邦（歐盟）或地方層面建立了地下水管理相關(guān)法規(guī)制度，強(qiáng)化地下水監(jiān)測(cè)、利用、人工回補(bǔ)、污染防治等多方面的管理。

我國(guó)地下水管理法規(guī)制度建設(shè)相對(duì)滯后，國(guó)家地下水管理?xiàng)l例至今仍未出臺(tái)，地方地下水管理制度也有待完善，地下水回補(bǔ)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等缺乏詳細(xì)的技術(shù)規(guī)范。建議廣泛借鑒汲取國(guó)際上相關(guān)管理制度及經(jīng)驗(yàn)，加快我國(guó)地下水制度建設(shè)及完善工作。

2.健全的地下水監(jiān)測(cè)體系和管理體制是地下水資源保護(hù)的重要保障

丹麥地調(diào)局、美國(guó)地調(diào)局等國(guó)家專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)建立了全國(guó)地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)掌握地下水水位水質(zhì)變化狀況，為各級(jí)政府部門(mén)加強(qiáng)地下水管理提供信息支持。美國(guó)得州等地區(qū)建立地下水保護(hù)區(qū)和優(yōu)先地下水管理區(qū)，加州等地區(qū)設(shè)立專(zhuān)門(mén)的地下水回灌等機(jī)構(gòu)，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況加強(qiáng)針對(duì)性管理。聯(lián)邦及地方相關(guān)部門(mén)積極開(kāi)展地下水信息發(fā)布和宣傳教育，增強(qiáng)全社會(huì)對(duì)地下水的保護(hù)意識(shí)，提高社會(huì)參與程度。

我國(guó)地下水監(jiān)測(cè)體系尚在建設(shè)與完善中，建議基于含水層地理分布加強(qiáng)一體化監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)共享與協(xié)調(diào)管理。加強(qiáng)水利、生態(tài)環(huán)境、自然資源等部門(mén)間和中央—流域—省級(jí)層級(jí)間的協(xié)作，國(guó)家層面進(jìn)行宏觀政策指導(dǎo)、總體規(guī)劃協(xié)調(diào)和技術(shù)指導(dǎo)，流域?qū)用娼M織開(kāi)展具體規(guī)劃協(xié)調(diào)和技術(shù)管理，地方層面負(fù)責(zé)具體的管理、監(jiān)督和宣傳。

3.實(shí)現(xiàn)地下水可持續(xù)利用需要理念革新和技術(shù)創(chuàng)新

在控制地下水開(kāi)采量的同時(shí)，通過(guò)調(diào)水工程增加缺水地區(qū)供水量是一條重要途徑（如美國(guó)加州、以色列）。另外，通過(guò)中水回用、海水淡化、雨洪資源利用等人工補(bǔ)給地下水，缺水時(shí)再將其作為水源來(lái)滿(mǎn)足應(yīng)急之需，是各國(guó)加強(qiáng)地下水利用管理、應(yīng)對(duì)氣候變化和干旱的重要舉措之一。

我國(guó)在地下水超采治理中，要?jiǎng)?chuàng)新運(yùn)用多種手段與技術(shù)。除了嚴(yán)格控制地下水開(kāi)采外，需要同時(shí)加強(qiáng)水資源優(yōu)化配置，提倡采取種植耐旱作物、休耕、地下水回補(bǔ)與人工調(diào)蓄等綜合舉措。

4.推進(jìn)跨界地下水合作

地下含水層跨越地區(qū)、?。ㄖ荩┠酥羾?guó)家邊界，一方的開(kāi)發(fā)利用會(huì)影響另一方，甚至引發(fā)跨界生態(tài)環(huán)境破壞等問(wèn)題。美國(guó)高原地區(qū)、美墨之間、歐洲許多國(guó)家采取的合作措施都取得了很好效果。聯(lián)合國(guó)于2008年通過(guò)了關(guān)于跨界含水層管理的決議，向各國(guó)提供了推進(jìn)跨界含水層合作的法律框架。在聯(lián)合國(guó)教科文組織等國(guó)際組織推動(dòng)下，許多國(guó)家都開(kāi)展了跨界地下水聯(lián)合研究、監(jiān)測(cè)及管理合作，加強(qiáng)合作是今后發(fā)展趨勢(shì)。

我國(guó)與俄羅斯、哈薩克斯坦、蒙古等國(guó)間均有跨界含水層，地下水利用時(shí)可能相互產(chǎn)生影響。需要摸清跨界地下水相關(guān)信息，提高合理利用與保護(hù)能力；同時(shí)視情況加強(qiáng)與有關(guān)國(guó)家在跨界地下水方面的交流合作。■