地下水如何工作？
地下水的主要來(lái)源是降雨。經(jīng)大地的過(guò)濾，降雨最終被儲(chǔ)存在有滲透性的石塊中，這層石塊就是蓄水層。降水的多少、夏天或早秋的低水位、高溫等因素都會(huì)影響到蓄水層的儲(chǔ)量。英格蘭和威爾士的蓄水層主要由英格蘭東部和南部的白堊石層、英格蘭和威爾士本部的砂巖以及石灰?guī)r形成。大多數(shù)水流循環(huán)緩慢的情況會(huì)出現(xiàn)在蓄水層上部100~200米處。有些地方，水流可滲入地表以下數(shù)公里，但在這個(gè)深度的水源會(huì)變得太咸以至于不能飲用。在英國(guó)，至少有400億立方米的地下水源被保留在兩段主要蓄水層以上20米處，遠(yuǎn)超過(guò)地表蓄水池內(nèi)水源16倍之多，但在這巨大的數(shù)字中，卻只有一少部分可被處理后使用。
地下水流穿過(guò)蓄水層，然后流入河流、湖泊和大海。地下水位經(jīng)常因地形及地心引力的作用，而流向更深處。水流經(jīng)過(guò)斷裂的石縫和巖石上的孔隙會(huì)流入到更深的地質(zhì)層去。地下水可容納下不同時(shí)期內(nèi)的各種混合水源。滲入地下最上一層的水只會(huì)停留很短的時(shí)間，但流入更深層的水源則可保持?jǐn)?shù)百萬(wàn)年之久。英格蘭東南部的白堊地質(zhì)層存在了兩萬(wàn)年之久，據(jù)推算其形成期至少也在冰河時(shí)期末。
在地下水上層的不飽和土層和巖石層就像過(guò)濾器，篩去那些有害的化學(xué)物質(zhì)和細(xì)菌，保護(hù)地下水不受污染。但有些地方的地下水與地表太過(guò)接近，污染物很容易地便侵蝕到了地下水源里。自然凈化過(guò)程可幫助凈化地下水，但那需要耗費(fèi)掉數(shù)天或數(shù)周甚至數(shù)十年、數(shù)個(gè)世紀(jì)才能把流進(jìn)河流、湖泊和地下水內(nèi)的污染物全部?jī)艋�。從一定程度上�?lái)講，因?yàn)樗春臀廴疚锪鲃?dòng)的速度緩慢，同時(shí)，因氧氣和營(yíng)養(yǎng)成分的缺少以及低溫等因素的影響，微生物的腐敗過(guò)程也很緩慢，因此自然凈化的過(guò)程會(huì)需要很長(zhǎng)時(shí)間。
平衡供需
抽取的地下水量要與其再生率相平衡。靠河流和濕地維系生命的動(dòng)植物也依賴著這些地下水。過(guò)低的地下水水位會(huì)給現(xiàn)已稀少的動(dòng)物棲息地帶來(lái)不可彌補(bǔ)的危害。代替現(xiàn)在以地下水為主的公眾使用的潔凈用水的資源將會(huì)極其昂貴。將來(lái)，隨著人類生活足跡的不斷擴(kuò)展，水源需求會(huì)不斷增長(zhǎng)。此外，長(zhǎng)時(shí)間的氣候變化，也會(huì)引發(fā)大量的水源供給問(wèn)題。
現(xiàn)在，只是一些鄉(xiāng)村地區(qū)的居民抽取和使用地下水。而在將來(lái)，地下水還會(huì)受到來(lái)自更多方面的壓力：在干燥區(qū)內(nèi)新建的住宅區(qū)以及更多依賴地下水的區(qū)域的興建等。新建建筑物集中的住宅區(qū)使水源短缺情況越發(fā)嚴(yán)重，但就長(zhǎng)期而言，不僅這一方面會(huì)引發(fā)水源短缺。最好的辦法就是管理水源需求，并使其高效使用，同時(shí)還要控制管道滲漏或是安裝水表。當(dāng)然，也有其他方法可用于儲(chǔ)存和分配水資源。在地下水處于短缺和修復(fù)期時(shí)，水源可由供水公司負(fù)責(zé)調(diào)配。
每年地下蓄水層可積蓄補(bǔ)充70億立方米的水源，約占總量的30%，每天可蓄水約700萬(wàn)立方米。英格蘭東南部的地下蓄水量占大部分，而威爾士只占總蓄水量的1%左右。即便這樣的情況，也不意味著地下水會(huì)被節(jié)約使用，甚至還未等地下水流到河里便已被消耗掉了。
泰晤士河口區(qū)發(fā)展項(xiàng)目
約12萬(wàn)戶新家庭計(jì)劃搬到倫敦東部的泰晤士河口區(qū)居住。存在的問(wèn)題：該地區(qū)已屬水源缺乏地區(qū)，地下水供給也處于臨界點(diǎn)，新住戶的遷入就會(huì)有更多新的水源需求出現(xiàn)，當(dāng)他們真正入住時(shí)便會(huì)發(fā)現(xiàn)，這里的水費(fèi)貴得可怕。建立高效運(yùn)用水源的新戶型，可幫助延緩額外水源需求的增加，但這并不能解決根本問(wèn)題。隨著業(yè)主的增多，丟棄的廢物和污物也會(huì)更多，這也就增加了鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)地下水的污染源�，F(xiàn)有的污水收集網(wǎng)絡(luò)和廢水處理工作還不能承擔(dān)如此繁重的負(fù)荷。此項(xiàng)目的展開(kāi)還會(huì)阻礙地表水向地下滲透的可能，同時(shí)更影響了地下水自我凈化和儲(chǔ)備的速度，濕地的水源也會(huì)受到影響。
什羅普郡地下水治理方案
在干旱時(shí)期，地下水會(huì)被從地下蓄水層內(nèi)抽出用以補(bǔ)給河流。在英格蘭和威爾士有超過(guò)50個(gè)增加地下水儲(chǔ)量的計(jì)劃，同時(shí)也被用于保護(hù)河流及其下游水環(huán)境。尤其在水位和流量都降低時(shí)，我們需要保護(hù)河流，但重要的是，地下水作為不在視野范圍內(nèi)的水資源，其受重視的程度遠(yuǎn)小于河流等在大眾視野范圍內(nèi)的水源。塞文河是中西部地區(qū)主要的水資源來(lái)源。在干旱期間，用水大都從兩個(gè)蓄水池——維恩威湖和林恩?克里委多格水塘引水，以增大流量。特別是干旱持續(xù)幾年的時(shí)候，即使引水也不能滿足用水需求。地下水被從什羅普郡北部的砂巖蓄水層內(nèi)抽取出來(lái)用于補(bǔ)給河流。2000萬(wàn)英鎊的地下水治理方案開(kāi)始于1982年，這個(gè)項(xiàng)目必須完成關(guān)于水源需求增長(zhǎng)的8個(gè)階段。當(dāng)所有的階段都完成了，每天將會(huì)有額外22.5萬(wàn)立方米的水源從河流內(nèi)提取出來(lái)以供大眾使用，屆時(shí)，超過(guò)60萬(wàn)戶家庭都會(huì)有足夠的水源供給。
基于50多年以來(lái)形成的氣候模式的限制，地下水治理方案實(shí)施的頻次會(huì)是每五年進(jìn)行兩次。在一些地方，地下水占公眾用水的很大比例
2004和2005年，在英格蘭和威爾士，每人每天需要150升的水源供給。水源需求一直在不停地增長(zhǎng)，人們需要改變一些用水習(xí)慣，提高用水效率。水源配給公司需要確保公眾輸水系統(tǒng)中少有甚至是沒(méi)有滲漏點(diǎn)。
英格蘭東南部是一個(gè)極為重要的地區(qū)，那里擁有高密度的人口，每年的降水卻很少。也正因此，英格蘭東南部的水供給是極為受限制的。此地區(qū)的一些地方，每人每天只有很少量的水可使用，甚至比非洲缺水國(guó)家的人均用水量還少。許多家庭被遷入這里，給他們帶來(lái)用水困擾的同時(shí)，也給當(dāng)?shù)厮┙o帶來(lái)了一定的壓力。
有些地方的地下水供給占公眾用水的很大比例，在英國(guó)環(huán)境署南部地區(qū)，有超過(guò)70%的公眾用水都是來(lái)自地下水的。
抽取出來(lái)的地下水的78%都被用于家庭和商業(yè)用水。工業(yè)12%，水產(chǎn)業(yè)5%，農(nóng)業(yè)4%，都是地下水的用水大戶。
威爾士的大部分地下蓄水層的抽取速度遠(yuǎn)大于其自我修復(fù)和儲(chǔ)備的速度，也有些地區(qū)的抽取量沒(méi)有超過(guò)限制，但也處于臨界點(diǎn)了。
因水框架指令的要求，我們做了評(píng)定，因地下水抽取過(guò)度的壓力，有超過(guò)1/4的英格蘭地下水體和4%的威爾士地下水體都處在危險(xiǎn)中。
氣候變化
降水的不定量也就意味著地下水水位也會(huì)隨之波動(dòng)，長(zhǎng)期的氣候變化模式也就導(dǎo)致了地下水水位的不穩(wěn)定。將來(lái)，人們需要確定的是應(yīng)對(duì)此類問(wèn)題的管理和解決辦法。
預(yù)測(cè)降水量是會(huì)持續(xù)增加的，但隨著冬季的縮短，只有更劇烈的降水才能補(bǔ)充地下蓄水層內(nèi)的儲(chǔ)量。地下蓄水層需要在較短的周期內(nèi)靠穩(wěn)定的降水來(lái)維系其水源儲(chǔ)備。要想彌補(bǔ)大量的地下水缺失，在短暫的降水周期內(nèi)就必須有更大的降水量才行。改變的氣候模式也影響著環(huán)境，較低的地下水水位會(huì)擾亂本就易受影響且稀少的動(dòng)物棲息地。提升的海岸線也導(dǎo)致了地下水資源的缺失，當(dāng)海水與較低水位的地下水混合在一起時(shí)，也會(huì)引發(fā)生態(tài)災(zāi)難。
當(dāng)?shù)叵滤惶邥r(shí)會(huì)發(fā)生什么呢？
在降水高峰期，地下水水位會(huì)提升至地表，甚至有可能會(huì)形成泛濫，直接影響到地面上的建筑等一系列設(shè)施。地下水泛濫遠(yuǎn)少于河流和海水的泛濫，但有時(shí)，其威力遠(yuǎn)大于地表水和普通的洪水。地下水泛濫是一種自然現(xiàn)象，但當(dāng)一些地區(qū)因人為造成的水位偏低，如工業(yè)抽取等，這樣一來(lái)，其形成因素便復(fù)雜了。工業(yè)生產(chǎn)一旦停產(chǎn)，抽取也就隨之停止，地下水水位就會(huì)自行復(fù)原。舉個(gè)例子，20世紀(jì)60年代，英國(guó)倫敦的地下水水位曾下降至地表以下90米，當(dāng)時(shí)所有的抽取工作全部停止，只為等待地下水的復(fù)原。當(dāng)然，地下水水位如果過(guò)高的話，便會(huì)影響到地下的基礎(chǔ)設(shè)施，唯一的解決方法便是再次對(duì)地下水進(jìn)行抽取，使其恢復(fù)在正常范圍之內(nèi)。(連載二)
