“看不见”的地下水，正在发生变化
今年6月，2024国际PSIPW奖名单公布，郑春苗荣获专业单项奖中的地下水奖，成为地下水领域第一位华裔获奖人。
PSIPW奖全称沙特苏丹阿卜杜勒王子国际水奖（ThePrinceSultanBinAbdulazizInternationalPrizeforWater），旨在表彰在水研究领域作出突出贡献的科学家和研究机构。PSIPW奖包括创新奖和四项专业单项奖，涵盖整个水研究领域。
郑春苗现任宁波东方理工大学（暂名）副校长，是国际地下水领域著名学者，荣获多项国际殊荣，包括国际水文地质界最高荣誉——迈因策尔奖，美国地下水协会最高科学技术奖——哈博奖，以及全球地球与空间科学的崇高荣誉——入选美国地球物理联合会（AGU）会士。
郑春苗曾担任国际水文科学协会(IAHS)国际地下水委员会主席，目前是生态环境部流域地表水－地下水污染综合防治重点实验室主任。他的研究涉及地下水污染机理与修复技术、流域生态－水文－环境过程以及新污染物生态毒理与环境健康风险评估。他研发的地下水污染模拟标准软件MT3D和MT3DMS，支撑了100多个国家的地下水污染修复工程，被美国国家研究理事会誉为“20世纪水文地质界的里程碑之一”。今年3月，他的研究团队在国际顶尖学术期刊《科学》（Science）上发表综述论文，阐述地下水在全球水循环过程中的关键作用和变化趋势。
在全面推进美丽中国建设的背景下，如何让看不见的地下水被看见、被重视、被珍惜，瞭望智库日前专访了郑春苗教授。
文| 杨越刘苗苗
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人类活动正以前所未有的速度改变全球水循环
瞭望智库：地下水与人类活动发生着怎样的深度互动？
郑春苗：地下水是指赋存于地面以下土壤和岩石空隙中的水。地下水为全球数十亿人提供饮用水，是主要淡水来源。当前全球农业灌溉用水，40%直接来自地下水，还有30%来自进入地表水体的地下水。我国超过一半以上的人口把地下水作为饮用水源，北方比例更高。
需要关注的是，人类活动正以前所未有的速度改变着全球水循环，使地下水在全球水循环中的作用更加多变和复杂。特别是地下水开采、非常规油气开采、地热能开发利用、地下水回补、人工造林、填海造地和城市化以及国际食品贸易等活动，正在改变地下水的补给、径流、排泄、储存和分布情况。
比如，农业、工业和生活用水增加，导致地下水大量开采，地下水水位下降，诱发河流干涸、地面沉降、海水入侵等生态环境问题；森林砍伐、植树造林、耕地扩张等土地利用活动，改变了地表反照率和水分蒸发速率，影响降水量及其分布，进而影响地下水补给；城市化进程中，混凝土和沥青覆盖减少了地表水下渗，降低了地下水自然补给速率；过量施用化肥农药、抗生素、全氟化合物等环境污染物，增加了地下水污染风险。
越来越多的国家将可持续发展理念纳入地下水法律、条例和政策的制定，并采取森林和湿地保护、海水淡化、废水循环利用、地下水回补、引水工程和绿色基础设施建设等措施，提升地下水恢复能力和回补水平，以应对地下水储量减少问题。
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地下水枯竭警钟仍需持续敲响
瞭望智库：据水利部消息，我国地下水水位逐年下降趋势已根本扭转。对地下水枯竭的警钟还要持续敲响吗？
郑春苗：近年来，我国采取一系列举措治理地下水，特别是在华北平原实施的“节、引、调、补、蓄、管”综合治理措施，使地下水水位由下降幅度趋缓转为局部回升，再变为总体回升，治理取得显著成效。然而，地下水枯竭的警钟仍需持续敲响。
地下水虽然是可再生资源，但补给速度慢，恢复时间主要取决于地质条件、地下水补给情况及人类活动影响程度等，需要数年到几十年不等，甚至更长时间。比如，华北平原深部地下水年龄能达到几万年，开采后需要漫长的时间恢复。
恢复和治理地下水资源也是一个长期过程，需要持续努力和长期政策支持。近几年华北地下水超采治理区降水总体偏丰，“引江”“引黄”等生态补水较为充裕，对压减地下水开采量、促进地下水水位回升起到重要作用。然而，未来一旦遇降水偏枯或外调水不足，地下水超采综合治理仍将面临巨大压力。同时，地下水过度开采和污染等问题仍然存在，需进一步加强监测和管理。
瞭望智库：如何看待地下水治理的复杂性和严峻性？
郑春苗：地下水与地表水、土壤、岩石等地质要素存在复杂和频繁的相互作用。受地下含水层岩性特性影响，地下水治理具有长期性、复杂性、隐蔽性和难恢复性。
与地表水污染相比，地下水污染治理和修复难度大、成本高、周期长。一旦受到污染，很难治理恢复，所造成的环境与生态破坏，往往不可逆。我国地下水污染总体情况严重，污染源种类多样、污染物成分复杂，区域差异显著，呈现由点到面、由浅到深、由城市到农村的扩展趋势，这些都为地下水污染治理和可持续管理带来巨大挑战。
地下水作为人类生产生活的重要水源，空间分布不均匀。我国北方占全国地下水开采量的80%以上，然而北方地区地下水资源匮乏，常面临水资源短缺问题。同时，这些地区由于经济发达，工农业快速发展造成地下水严重污染，形成水质性缺水，使地下水治理形势更加严峻。
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防治地下水污染任重道远
瞭望智库：我国地下水污染情况怎么样？
郑春苗：不容乐观。自然资源部2023年1月发布的《国家地下水监测工程年度报告2021》显示，国家地下水监测工程有效数据覆盖的318个地级行政区中，127个城市地下水水质以极差的Ⅴ类水居多。生态环境部2023年5月发布的《2022中国生态环境状况公报》显示，全国监测的1890个国家地下水环境质量考核点位中，超过22%水质为极差（V类水）。而2015年发布的《中国国土资源报告》，列出61%观测点位水质为较差（Ⅳ类水）或极差（V类水）。
瞭望智库：污染地下水的最大杀手是什么？
郑春苗：砷污染多年来被认为是地下水污染的最大风险之一。
人体摄入较高浓度砷会引起各种疾病，包括神经系统疾病、皮肤疾病、免疫系统疾病，严重者还会导致癌症和死亡。有科学家基于全球范围80多个地下水砷含量相关的研究，2020年在《科学》（Science）期刊发文指出全球有9400万至2.2亿人口面临高砷地下水的暴露风险，表明地下水砷污染是世界性环境健康问题。而对我国遭受该潜在污染风险人数的估计也有几百万至一千多万。
除砷之外，其他诸如汞、铅、镉等重金属、硝酸盐、亚硝酸盐等无机污染物和卤代烃、抗生素、全氟化合物等有机污染物，也由于人类活动直接或间接污染了地下水。越来越多触目惊心的案例提示我们，应该把更多环境污染物列入地下水污染监测范围。
瞭望智库：如何发力地下水污染防治和修复？
郑春苗：国际经验表明，维护水资源和水环境可持续发展，需“以防为主、以治为辅”，重点放在地下水水源地保护和地下水污染重点源头防治两方面。
具体而言，要进一步完善相关地下水法律、法规的体系建设；加强监管与执法，提升地下水污染危害和防治的宣传教育力度，形成政府和公众协同监管局面，严格落实地下水污染违法惩罚措施；不断提升地下水污染防治科技创新与技术研发水平，研发经济高效的地下水污染监测、预警、溯源和应急管理等技术，形成地下水污染源-流-汇的智慧监管体系；积极发展绿色可持续修复技术，兼顾修复效率和绿色低碳理念，推动地下水污染绿色可持续修复。
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科技进步助力地下水治理实现新突破
瞭望智库：近年来地下水研究有哪些突破性进步？对治理地下水发挥了什么作用？
郑春苗：地下水研究的突破与技术进步息息相关。近年来，随着人工智能和大数据技术的快速发展，基于高分辨率数值模型和机器学习技术的数字地球概念得到学界的广泛关注，加上多学科融合交叉，有效推动了地下水研究突破，增强了地下水治理效能，提升了地下水资源可持续利用和环境保护水平。
比如，将遥感技术与考虑植被－土壤－地下水等多物理过程的模型相融合，能准确预测地下水分布和储量。通过大数据分析和机器学习，可实现从场地尺度到流域乃至区域尺度的地下水模拟预测。运用地质雷达、电磁法、声波、光纤探测等高空间分辨率的物探技术，以及高时间分辨率的新型传感器技术，可实现大范围实时地下水水质监测，确保人类活动对周围生态环境影响最小化。
这些突破都为地下水管理提供了过去很难实现的决策支持。
瞭望智库：我国地下水管理近年来有哪些亮点值得圈点？对保护地下水安全有哪些作用？
郑春苗：首先是加强科技支撑力。随着遥感、计算机、大数据等技术发展，我们对区域和全国地下水资源的勘察、监测和管理技术不断提升，逐步通过地下水监测网络建设、地下水模型构建、遥感技术应用等手段，为地下水资源管理提供了更准确的数据，有效提升了地下水污染的预测能力。
其次是完善法律法规体系。目前许多地区逐步建立不断完善的地下水管理法律法规框架，包括地下水开采许可制度、水资源生态补偿和税收政策等，从法律上确保了地下水资源的可持续利用和保护。值得一提的是，国务院2021年12月1日起实施的《地下水管理条例》，把水量、水质和生态等方面综合考虑，对我国地下水可持续管理利用意义深远。
最后是提高社会参与度。随着公众教育程度和社会参与意识的提高，越来越多民众认识到了地下水的重要性，这对推动地下水资源可持续利用和高效管理也是不可或缺的宝贵力量。让我们共同努力，让不可见的地下水变得可见！
（本文图片均由受访者提供）