在一条灰扑扑的马路边，农民们藏在阴凉处，切西瓜，躲避正午的炎热。这些堆积如山的西瓜产自中国山西省西南角的永济县。其时我正与他们坐在一起，吃着新鲜的水果，远眺着繁茂的绿野，那里密密麻麻地种满了玉米与果树，一直蔓延到目光所及之处。这样密集的种植倒显得有些古怪，因为这里气候炎热而多尘，看不见任何水源。这里的水源其实是数千口深井，在灌溉的季节，这些井将地下水源源不断地输送到地面上的这片欣欣向荣的农垦区。
由于缺少河流与湖泊，气候也相对干燥，对这里，乃至整个华北地区而言，地下水就是农业的命脉。永济的农民使用的地下水都是从运城盆地抽上来的，这里500米深处的沉积层富含地下水，可以用来灌溉，当然最关键是的可以饮用。水井从沉积层中将水抽到地面上来，有时深达350米。运城水利局的一位官员告诉我，生活在这盆地区的农民为山西的粮食生产作出了60%的贡献，该省人口有三千多万。这里高产的农业主要依靠地下水。然而，像其他资源一样，水资源并不是取之不尽的。依照现在的用水速度来说，盆地的储水很快就会被抽干，而且在很多地方，水质也在迅速恶化。
在2007年到2009年间，我三次到运城、临沂和永济县做盆地水样的化学成分调查，研究水龄以及补给水源或新水源，这是一项研究工作的一部分。这次研究的成果显示：这里的水资源在提供多种用途的水方面潜力巨大，同时也极端脆弱，如果完全不考虑未来并以不可持续的方式用水，那么下一代将无法继续使用这些资源。这是摆在华北农民面前的一个致命问题，有人预测说有些区域的地下水将在30年内枯竭。
记录显示，自从1986年以来，运城盆地大范围的地下水位正在以每年三米的速度下降；这个下降速度大大超过了所公布的华北平原水位下降速度。经过碳十四测定及其他同位素数据表明，如今大多数深井所达的200米深处的地下水层，其补给水大多形成于1万至2万年前。那时的气候比现在凉爽，雨水在渗透到潜水面之前的蒸发量相对较低。由降水带来的自然补给率非常缓慢，其速度大概是每年几毫米，远远比不上如今水位下降的速度。按照重新补给地下水的长期要求与现在的抽水速率来算，有潜力可再生的水能源正在以完全不可再生的方式被滥采。而越来越多的科学报告表明，过去50年淮北地区的降水正在减少，因此这个问题将更加凸显，而且在下一个百年将愈发严重。
运城盆地及整个华北地区面临的另一个主要难题是水质。如今大量的灌溉用水（来源自深层地下水或者由水渠引自黄河流域）正渗入浅层的地下水。这些灌溉用水漫过地面，渗进地表浅层，与化学肥料混合在一起，容易蒸发，并使土地盐碱化。政府补贴让中国的农民能够以较低的成本使用化肥，因此，华北的农区开始滥用肥料，以期高产。作物无法利用的过量硝酸盐渗入浅层土壤，最后混进地下水。在我取样的许多深井中，从化肥中分解出来的高浓度硝酸盐渗入了地下水，在一些地方甚至到达200米深处。这说明形成于一两万年前的地下水已混入了表层被农业污染的水，其水质受到严重影响。
就在五年前，许多农村地区还在饮用深层的地下水。如今，大量家用水井已被废弃，仅有某些地区仍在使用。过量的硝酸盐浓聚物与地下水的盐渍化影响到水的饮用，甚至灌溉——作物只能适应一定盐度的水。
不幸的是，地下水也被自然界的氟化物与砷所污染，这两种物质即使在低浓度的情况下都具有毒性。这些成分在华北许多地区（包括运城盆地）的沉积层中都能找到，在一定的条件下都会混入地下水，如果长期使用这种水，会引发氟中毒、皮肤病以及胃肠病等。浅层地下水的快速蒸发会加剧水的氟化与含砷量，同时大量抽取地下水也会加快这些物质的扩散。
总的来说，研究结果表明，即使水井还未完全干涸，水还没被完全用完，许多地区正在恶化的水质也使其无法使用。主要由大规模的农业活动导致的水储量与水质量的下降，成为华北地区面临的最严重的环境问题。尽管南水北调工程与海水淡化装置也许可以在未来的几十年内缓解华北地区的缺水问题，而本文提出的问题将是近几年农民们将面临的困难。为某些人群讲解地下水如何得到补给、人类活动如何影响地下水质——如使用肥料及使用灌溉技术等——以及为他们解释如何可持续地利用地下水并使之成为可再生的资源，这都有助于缓解华北地区正在逼近的水危机。
马特·库瑞是澳大利亚莫纳什大学的博士研究生。他正在进行地下水质与可持续性的科学研究。他在山西的地下水研究刊登在2010年的《水文学报》上，题为《华北运城盆地的地下水补给史及地下水质改良》（Currell, M.J., Cartwright, I., Bradley, D.C., Han, D.M.)
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