國外地下水管理經(jīng)驗及啟示

金 海，胡文俊，夏志然

（水利部國際經(jīng)濟技術合作交流中心，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)濟社會發(fā)展、應對氣候變化、保障水安全等方面具有重要作用。

我國地下水資源量（含地下水與地表水資源重復部分）占水資源總量的28.2%，占供水總量的15.5%。據(jù)2015年全國取水許可管理的地下水開發(fā)利用情況統(tǒng)計，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)地下水長期超采，形成了世界上最大的地下水降落漏斗。過度開發(fā)利用地下水，會引發(fā)地面沉降和塌陷、海水入侵、生態(tài)退化等一系列問題。

西方發(fā)達國家在地下水利用與管理中積累了豐富經(jīng)驗，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、澳大利亞、丹麥等國在地下水保護與利用方面的發(fā)展歷程和特色做法，總結提煉經(jīng)驗與教訓，為我國做好地下水保護與利用提供啟示借鑒。

二、全球地下水概況及面臨形勢

據(jù)相關研究估計，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（見圖1），其中包括眾多跨界含水層。全球地下水年供水量達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)用水均來自地下水。

目前地下水開發(fā)利用程度較高的含水層主要包括美國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、印度及孟加拉國西北部和東部的含水層，以及我國華北平原含水層等。

印度、中國、美國、巴基斯坦和伊朗這五個國家的地下水抽取量占全球的65%，其中印度的抽取量超過了中國和美國抽取量的總和（見圖2）。

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

地下水水位降低和水質(zhì)惡化加劇了水資源短缺問題。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3 000億m3，然而其中60%由于水質(zhì)問題等原因無法使用。在北非的利比亞，95%的供水來自不可更新的深層地下水（最深抽水深度超過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)保護越來越緊迫。

三、典型國家地下水管理

部分西方發(fā)達國家對地下水的開發(fā)利用較早，經(jīng)過多年實踐，逐步成功建立了較為完善的地下水管理制度、法律體系和技術標準，并研發(fā)了先進的地下水監(jiān)測、保護和開發(fā)利用技術。

1.美國

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

美國在聯(lián)邦層面以地質(zhì)調(diào)查局、環(huán)境保護署等相關機構為主體，依據(jù)《清潔用水法案》《安全飲用水法》等有關法規(guī)，以水文地質(zhì)單元為基礎統(tǒng)籌地下水監(jiān)測、評估和管理。1970—1984年，美國實施了“國家水資源概況調(diào)查”，將全國分為21個水資源區(qū)域和352個水文地質(zhì)單元，根據(jù)含水層空間分布和形成條件對地下水資源的開發(fā)和管理進行評價。1978—1995年實施了“區(qū)域含水層系統(tǒng)分析計劃”，把全國分為25個含水層區(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。美國地質(zhì)調(diào)查局采集了8 000多眼地下水監(jiān)測井的地下水水位、水質(zhì)信息，編制全國地下水數(shù)據(jù)庫，并通過網(wǎng)絡及時向社會發(fā)布。

圖1全球地下水資源分布

圖2地下水利用大國年均開采量

圖3全球主要含水層地下水儲量每年減少情況

（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40%的供水來自地下水，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。為解決過度開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題，加州政府早在1959年就成立了南加州地下水回灌局，專門負責通過人工回灌來補給過量抽取的地下含水層并保護地下水水質(zhì)，用于回灌的水源包括雨水、再生水、流域外引調(diào)水等。為進一步明確州級及地方有關部門地下水管理權責，加強地下水可持續(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)定了地下水開發(fā)、管理相關計劃的制定、實施及更新審查安排，地下水監(jiān)測和開采報告要求，監(jiān)督檢查，地下水水權管理，監(jiān)管費收取等方面的事項。對于長期處于超采狀態(tài)或是難以實現(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門制定地下水改善方案及行動時間表，進行嚴格管理。

圖4美國地下水儲量減少情況（1900—2008年）

圖5澳大利亞各地區(qū)對地下水的依賴情況

（2）高原地區(qū)地下水利用與保護

位于美國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)）是美國最大的地下含水層，面積約45.4萬km2。該區(qū)域是美國重要的產(chǎn)糧地，地下水被大量用于灌溉（灌溉面積占全國28%），82%人口的飲用水也來自地下水。20世紀60年代以來，這一區(qū)域地下水超采嚴重，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80 m。

為了加強地下水管理，高原含水層區(qū)各州出臺了制度。雖然得州地下水水權歸屬于土地所有者，但得州政府通過立法建立了地下水保護區(qū)和優(yōu)先地下水管理區(qū)，在區(qū)域內(nèi)實施嚴格的地下水管理和保護相關制度。除了立法之外，當?shù)剡€加強宣傳教育，舉辦科普活動來推進地下水保護。

美國國會于1983年通過《高原各州地下水示范項目法案》，授權內(nèi)務部墾務局在各州進行地下水回補技術測試和示范?！陡咴貐^(qū)南部地下水資源保護法案》（2000年）從地下水監(jiān)測、未來發(fā)展預測等方面加強對地下水的保護，包括通過水文信息系統(tǒng)與數(shù)值模擬相結合的技術手段對地下水水質(zhì)和水位變化實施監(jiān)測。為解決高原地區(qū)缺水問題，美國國會還曾于1976年通過法案，授權陸軍工程師兵團開展向高原地區(qū)調(diào)水的可行性研究。因?qū)倏缰菡{(diào)水工程，該計劃至今仍在研究論證中。

（3）美-墨跨界地下水保護

美國與墨西哥之間約有17個跨界含水層。過去兩國之間簽署的跨界河流條約及協(xié)定都未對跨界地下水管理作出專門規(guī)定。

墨西哥為減輕科羅拉多河含鹽量過高對其農(nóng)田造成的損失，以及保證生活用水，大量開采邊界附近地下水。1973年，雙方在“國際邊界和水委員會”機制下達成協(xié)議，對兩國邊境地區(qū)地下水的開發(fā)利用進行了限制，規(guī)定任何一方進行地下水開發(fā)時都須和另一方商議。2006年，美國通過《美國-墨西哥跨界含水層評價法案》，確定開展兩國間跨界含水層評價計劃，并明確可將美國資金用于墨西哥境內(nèi)的評價工作。跨界含水層調(diào)查、評價、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%。澳大利亞高度依賴地下水資源，全國超過60%區(qū)域的城市、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及采礦業(yè)的用水主要依賴地下水（見圖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，強調(diào)“可持續(xù)開采”的理念，在其《國家水倡議》（2006年）中，將地下水使用申請的評估方法從傳統(tǒng)的逐案評估改變?yōu)榭紤]區(qū)域資源可持續(xù)性的評估，并提出通過限制地下水的許可抽取量來防止不利影響。澳大利亞全國設有279個地下水管理區(qū)，其中127個設置了地下水的許可抽取量限制，沒有設置限制的管理區(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措施改善地下水資源狀況。企業(yè)或機構獲得許可證后，可實施地下水回補，將水資源儲備至地下含水層，在需要時經(jīng)過批準可再取用。昆士蘭、南澳大利亞、西澳大利亞和北部地區(qū)均實施了地下補水，從2016年開始每年補水4.1億m3，補水水源包括經(jīng)過處理的污水、雨洪水等。為保證補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《國家水質(zhì)管理戰(zhàn)略》（2006年）中針對地下水回補作出了專門規(guī)定，并在2009年發(fā)布了《地下水回補管理指南》。任何水源經(jīng)相關機構審核批準后都可用于地下水回補，但必須避免對環(huán)境、用水戶以及公共健康產(chǎn)生不利影響；回補飲用水水源地的地下水，必須達到飲用水相關質(zhì)量標準。

3.歐洲國家

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個含水層中有92個為跨界含水層。一些歐洲國家在20世紀70年代啟動了地下水保護行動，取得很好效果。歐盟2006年發(fā)布《關于保護地下水免受污染和防止狀況惡化的指令》（“地下水指令”）要求成員國加強地下水保護，包括加強跨界含水層各有關國在水位監(jiān)測、污染物識別等方面的協(xié)調(diào)行動。

（1）丹麥地下水利用與保護

丹麥的地下水利用、保護與管理處于世界領先水平。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%來自地下水。

丹麥采取以預防為主的地下水管理政策。丹麥嚴格執(zhí)行歐盟的“地下水指令”和“飲用水指令”，并結合國內(nèi)供水及環(huán)境保護等法規(guī)，從源頭防止地下水污染。嚴格管理農(nóng)藥的使用，通過對使用農(nóng)藥收取額外的稅費、農(nóng)藥銷售和使用須經(jīng)政府部門審查批準等規(guī)定，防止地下水受農(nóng)藥污染。

丹麥地調(diào)局負責對地下水進行持續(xù)監(jiān)測，以評估地下水的水量和水質(zhì)是否滿足國家和歐盟相關標準。丹麥地下水資源監(jiān)測點密集，全國共有約1 200個取樣點，平均36 km2有1個，可根據(jù)地下水的深度在地下5～100 m處取樣，定期檢測地下水水位以及地下水中所含化學成分的濃度。

丹麥注重采用高新技術，通過遙感、航測（SkyTEM）等技術動態(tài)監(jiān)測地下水，及時全面掌握全國地下水水位、水質(zhì)等變化狀況，繪制地下水風險圖，為地下水保護和風險防控提供可靠的依據(jù)；通過地質(zhì)勘測、水流模擬評估、水質(zhì)對比、打井回灌、水量水質(zhì)再評估等一系列措施，開展地下水回灌（見圖6）。

丹麥地下水取水許可的有效期通常不超過15年。許可機構定期對用水戶進行檢查和評估，對于違反許可規(guī)定的，可采取相應懲戒和補救措施，甚至可將其列入黑名單。丹麥的水價非常高，首都哥本哈根每立方米自來水價格約合人民幣55元，其中不僅包含供水成本，還包含污染防治及水質(zhì)保護等費用，從而激勵用水戶更有效地利用水資源，減少地下水資源的使用量。

（2）法國-瑞士跨界地下水管理合作

法國和瑞士在跨界地下水資源的開發(fā)、利用與保護方面具有較長的合作歷史，是國家間跨界地下水管理合作的典范。1977年，瑞士日內(nèi)瓦州與法國上薩瓦省就日內(nèi)瓦含水層（見圖7）的管理，簽署了《日內(nèi)瓦含水層保護、利用和補給的協(xié)議》（2007年更新，有效期延長30年）。根據(jù)協(xié)議成立了日內(nèi)瓦含水層管理委員會（雙方各3位代表），專門負責制定年度含水層利用方案，并對新的取水工程和設備改造提出技術意見。協(xié)議規(guī)定日內(nèi)瓦州負責地下含水層人工補水（法方分擔部分費用），法國境內(nèi)用戶每年從含水層抽取水量不超過500萬m3（其中200萬m3不用付費）。用水戶每年年初需向委員會報告全年預計取水量，若需要取用更多地下水則必須提供相關技術評價意見，申請委員會批準。雙方共同構建地下水監(jiān)測網(wǎng)絡，當監(jiān)測到地下水出現(xiàn)污染時，雙方可根據(jù)實際情況無限制地采取相應的保護措施。

圖6丹麥各地區(qū)地下水利用率及補給區(qū)分布

圖7日內(nèi)瓦含水層

四、經(jīng)驗和啟示

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

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

我國地下水管理法規(guī)制度建設相對滯后，國家地下水管理條例至今仍未出臺，地方地下水管理制度也有待完善，地下水回補、風險評價等缺乏詳細的技術規(guī)范。建議廣泛借鑒汲取國際上相關管理制度及經(jīng)驗，加快我國地下水制度建設及完善工作。

2.健全的地下水監(jiān)測體系和管理體制是地下水資源保護的重要保障

丹麥地調(diào)局、美國地調(diào)局等國家專業(yè)機構建立了全國地下水監(jiān)測網(wǎng)絡，及時掌握地下水水位水質(zhì)變化狀況，為各級政府部門加強地下水管理提供信息支持。美國得州等地區(qū)建立地下水保護區(qū)和優(yōu)先地下水管理區(qū)，加州等地區(qū)設立專門的地下水回灌等機構，根據(jù)當?shù)貙嶋H情況加強針對性管理。聯(lián)邦及地方相關部門積極開展地下水信息發(fā)布和宣傳教育，增強全社會對地下水的保護意識，提高社會參與程度。

我國地下水監(jiān)測體系尚在建設與完善中，建議基于含水層地理分布加強一體化監(jiān)測、數(shù)據(jù)共享與協(xié)調(diào)管理。加強水利、生態(tài)環(huán)境、自然資源等部門間和中央—流域—省級層級間的協(xié)作，國家層面進行宏觀政策指導、總體規(guī)劃協(xié)調(diào)和技術指導，流域?qū)用娼M織開展具體規(guī)劃協(xié)調(diào)和技術管理，地方層面負責具體的管理、監(jiān)督和宣傳。

3.實現(xiàn)地下水可持續(xù)利用需要理念革新和技術創(chuàng)新

在控制地下水開采量的同時，通過調(diào)水工程增加缺水地區(qū)供水量是一條重要途徑（如美國加州、以色列）。另外，通過中水回用、海水淡化、雨洪資源利用等人工補給地下水，缺水時再將其作為水源來滿足應急之需，是各國加強地下水利用管理、應對氣候變化和干旱的重要舉措之一。

我國在地下水超采治理中，要創(chuàng)新運用多種手段與技術。除了嚴格控制地下水開采外，需要同時加強水資源優(yōu)化配置，提倡采取種植耐旱作物、休耕、地下水回補與人工調(diào)蓄等綜合舉措。

4.推進跨界地下水合作

地下含水層跨越地區(qū)、?。ㄖ荩┠酥羾疫吔纾环降拈_發(fā)利用會影響另一方，甚至引發(fā)跨界生態(tài)環(huán)境破壞等問題。美國高原地區(qū)、美墨之間、歐洲許多國家采取的合作措施都取得了很好效果。聯(lián)合國于2008年通過了關于跨界含水層管理的決議，向各國提供了推進跨界含水層合作的法律框架。在聯(lián)合國教科文組織等國際組織推動下，許多國家都開展了跨界地下水聯(lián)合研究、監(jiān)測及管理合作，加強合作是今后發(fā)展趨勢。

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