如何确保非洲地下水资源留给子孙后代?

Africa has vast groundwater resources, but these resources are under pressure from climate change.
Africa has vast groundwater resources, but these resources are under pressure from climate change.Image: Unsplash/Jeff Ackley
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  • 非洲拥有丰富的地下水资源,但这些资源正受到气候变化的压力。

  • 气候变化正导致干旱更加频繁、更加严重,这减少了含水层中可用的水量。

  • 这对农业以及饮用水的供应产生了重大影响。

  • 这些措施对于确保非洲的地下水资源留给子孙后代至关重要。

所有国家都拥有多种水资源——有些位于地表,如河流,有些则位于地下。这些地下水提供了近50%的全球国内用水,以及43%的农业用水。

地下水储存于含水层中,含水层的形状和大小各不相同。人们可以通过多种方式取用地下水,但主要是通过钻井。并非所有地下水对我们都有用——这取决于其是淡水还是含盐,以及埋藏深度,因为这将影响取水的难易程度。

在非洲,地下水非常重要。它支撑着近100%的农村地区家庭和农业活动的用水。此外,由于地下水位于地下,不易受蒸发影响,这在气候变暖的背景下是一项关键资源。

这些事实和数据来自世界银行近期发布的报告,该报告剖析了气候变化时期地下水面临的问题。作为一名专注于地下水可持续利用的地下水科学家,我从该报告中挑选出了在管理地下水方面的一些关键问题。非洲各国必须应对这些问题,因为压力正在加剧,这些压力来自人口增长、发展以及天气模式的变化,作用于非洲大陆的水资源。

关键问题

地下水的所有权

厘清地下水的所有权对于管理这一有限资源至关重要。如果对所有权没有清晰的认识,就可能引发冲突。

在一些国家,地下水归土地所有者所有,在另一些国家则归政府所有。总体而言,地下水在整个非洲大陆的管理状况欠佳。在许多情况下,用于抽取地下水的钻孔甚至并未登记。

南非已运用法律和政策来转让资源的所有权给政府。但这引发了与繁琐手续和许可证有关的问题,许可证决定了水的分配。

许可证制度能否成功,取决于对资源的全面了解、产权所有者是否遵守所获的用水权,以及对该法规的执行。据世界银行报告,这在发展中国家尤其成问题。

一种可能的解决方案是分散式管理,正如中东地区的坎儿井系统所示。该系统由一个地下渠道网络组成,利用重力将高地含水层中的水输送到较低海拔的地表。它通常由社区管理并共同出资。这些历史遗留的基础设施近来已被弃用,但它们或能解决非洲半干旱至干旱地区的许多缺水问题。

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补给含水层

含水层中的地下水是有限的,但其可以通过地表水或经处理的废水进行补给。该过程有时还有助于去除有害化学物质,因为含水层的材料可以像一个非常大的过滤器一样发挥作用。

世界银行报告重点介绍了受控含水层补给这一技术,可用于补给含水层。水可以通过井注入,或通过渗水池渗入地下;渗水池是人工或天然形成的地面洼地,可使水渗入土壤。

在南部非洲的国家在过去40年中一直采用此做法。

含水层也可以通过自然方式得到补给,即雨水深入渗透至地下。这可以通过造林、农业梯田以及防止土地清理来促进。这些做法使透水性地表主导景观,通过植物生长稳定土壤,并减缓水流。

监测含水层

监测含水层对于了解其中还剩多少水至关重要。遗憾的是,许多非洲国家的监测网络和基础设施较为薄弱。某些国家的监测点数量也在减少,原因是财政限制。

卫星数据可用于监测。一个例子是GRACE(重力、恢复与气候实验)双卫星,其在过去20年间提供了有关地下蓄水的洞察。这意味着含水层水量的变化可以被监测,但只能在非常大的尺度上进行。有必要了解地面的实际情况。因此需要建立本地化监测网络,在多口井中安装数据记录仪。

有效政策

政策和激励措施在地下水的利用中发挥着重要作用。它们影响能源和抽取成本,以及地下水资源和环境影响的整体核算。

在非洲的情况下,某些地方缺乏良好的政策。然而,也存在一些有助于保护资源的社区做法,例如坎儿井系统。这类系统应当得到鼓励并推广复制。

依赖地下水的生态系统

依赖地下水的生态系统,如湿地,对发挥关键作用非洲许多人的生计至关重要,需要得到更有效的管理。这些生态系统利用地下水维持动植物生命以及淡水和清洁空气等生态服务,全年皆然。

但由于这些生态系统常靠近半干旱和干旱地区,它们面临重大风险。这在萨赫勒地区尤为明显。依赖地下水的生态系统常靠近边境口岸和运输路线。过度抽水等人类活动可能对其功能产生不利影响,并导致生物多样性丧失。

保护这些水体对于保存水资源和生计至关重要。保护这些水体的政策——如《拉姆萨尔公约》——必须得到切实执行。政府还应考虑在其中一些生态系统周围划定保护区。

资源管理

政府必须更好地监测我们的水资源,这至关重要。结合管理抽水速率等良好的实际解决方案,这将能够在未来许多年维持地下水资源。

遗憾的是,我们大陆的监测网络在某些国家有限,甚至不存在。在南非等部分国家,该网络正在逐步萎缩。这令人遗憾,因为测量能力有助于更好地管理地下水资源。

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