随着美国西部干旱的严重程度和频率不断上升，地下水作为一种亟需的水源，正受到越来越多的关注。
地下水储存于地下，是地球上分布最广、最可靠的淡水来源。
如今，全球灌溉用水的40%由水井供应，同时为数十亿人提供饮用水。
一项基于全球40个国家水井的最新研究发现，如果地下水位仅下降几米，数百万口水井可能干涸。
圣巴巴拉大学的两位学者解释了我们如何减轻美国及世界其他地区面临的风险。
随着美国西部的干旱前景日益愈发严峻，人们的关注再次转向地下水，即字面意义上储存在地下的水。它是地球上分布最广、最可靠的淡水来源，但并非取之不尽。
人们为获取地下水而钻凿的水井，供应了美国灌溉农业用水的近一半，并为超过1亿美国人提供饮用水。遗憾的是，普遍的抽水活动正导致部分地区的地下水位下降，包括加利福尼亚州圣华金河谷和堪萨斯州高原平原的大部分地区。
我们是一名接受过水法培训的水资源工程师和一名水科学家兼大数据分析师。在一项最新研究中，我们绘制了全球40个国家水井的位置和深度图，发现如果地下水位仅下降几米，数百万口水井可能干涸。虽然解决方案因地而异，但我们认为，保护水井免于干涸最重要的是可持续地管理地下水，尤其是在美国等大量使用地下水的国家。
当今的地下水使用情况
人类挖井取水已有数千年历史。例如，捷克共和国和德国发现了7400年前的水井，东地中海地区发现了8000年前的水井，塞浦路斯发现了1万年前的水井。如今，全球灌溉用水的捷克共和国和德国、东地中海，以及塞浦路斯。如今，水井为全球灌溉用水的40%供水，并为数十亿人提供饮用水。
地下水在沉积物及其下方基岩的微小空隙中流动。在被称为排泄区的某些地点，地下水上升至地表，汇入湖泊、河流和溪流。在被称为补给区的其他地点，水通过降水或河流、湖泊和溪流的渗漏渗入地下深处。
地下水位下降可能带来许多不利后果。地表下沉，原因是地下黏土层被压实。海水入侵可能污染地下水储备，使其盐分过高，若不经过高耗能处理便无法使用。河水可能渗入地下含水层，导致地表可用水量减少。
地下水枯竭还可能导致水井干涸：当地下水的顶面（即所谓的地下水位）下降到水井不够深、无法触及的程度时，水井便会真正地“干涸”。然而直到最近，人们对于全球水井因地下水位下降而干涸的脆弱程度仍知之甚少。
目前并不存在全球水井数据库，因此我们在六年间汇编了来自40个不同国家的134个独立水井建造数据库。我们共分析了近3900万条水井建造记录，包括每口水井的位置、建造原因及深度。
我们的研究结果表明，水井对人类生计至关重要；记录水井深度则帮助我们了解水井干涸的脆弱程度。
数百万口水井面临风险
我们的分析得出两项主要发现。第一，全球多达20%的水井仅深入地下水位以下不超过16英尺（5米）。这意味着，如果地下水位仅下降几英尺，这些水井就会干涸。
第二，我们发现，在部分地下水位正在下降的地区，新建水井的深度并未显著超过旧井。在某些地区，例如新墨西哥州东部，由于深层岩层不透水且含有咸水，新井的钻探深度并未超过旧井。在这些地区，新井干涸的可能性至少与旧井相当。
部分地区的水井已经干涸，包括美国西部的部分地区。在以往的研究中，我们估计，在美国西部，多达30口水井中就有1口已干涸，而在部分地区，这一比例高达加利福尼亚中央河谷南部的五分之一。
中央河谷和中央河谷和亚利桑那州东南部的家庭已经面临井水枯竭。除西南部之外，缅因州、伊利诺伊州和俄勒冈州等各州的水井也曾干涸。缅因州、伊利诺伊州和俄勒冈州。
水井枯竭时该怎么办
家庭在水井干涸时如何应对？以下列出五种策略，但每种都存在不足。
– 钻一口新的、更深的水井。只有在更深的地层中存在淡水地下水时，这一方案才可行。在许多含水层中，更深处的地下水往往比浅层地下水更咸，因此深钻不过是权宜之计。而且由于新井造价高昂，这一方案有利于较富裕的地下水用户，并引发公平性问题。
– 出售房产。若无力承担新建水井的费用，人们通常会考虑这一做法。在美国西南部钻一口新的家用水井，费用可能高达数万美元。但出售一处缺乏可靠、便捷供水的房产，可能颇具挑战。
– 从附近河流或湖泊等替代水源引水或运水。只有当地表水资源尚未被其他用户预留，且距离不太遥远时，这一方法才可行。即便附近有地表水可用，将其水质处理至安全饮用标准，可能也比处理井水更为困难。
– 减少用水，以减缓或阻止地下水位下降。这可能意味着改种耗水较少的作物，或采用能减少水分流失的灌溉系统。此类做法可能会降低农民的利润，或需要预先投资于新技术。
– 限制或放弃耗水量大的活动，例如灌溉。如果灌溉土地的作物产量高于非灌溉土地，这一策略可能难以实施。近期研究表明，美国中部的部分土地并不适合非灌溉的“旱作”农业。
家庭和社区可以采取积极措施，防止水井干涸。例如，我们中的一人正与澳大利亚墨尔本法学院的丽贝卡·尼尔森（Rebecca Nelson）密切合作，绘制地下水取水许可制度图——即申请获准抽取地下水的过程——覆盖美国西部地区。
州和地方机构可以通过发放地下水许可的方式，帮助长期稳定下降的地下水位，或优先保障某些用水者。制定并执行旨在限制地下水枯竭的政策，有助于防止水井干涸。尽管限制对水这一至关重要资源的使用可能十分困难，但我们认为，在大多数情况下，单纯钻得更深并非可持续的出路。
