第一章 绪论
第一节 宝贵的资源——地下水
20世纪以来，全球环境急剧变化，人类面临着人口、环境污染、气候变暖、生态环境退化、生物物种灭绝、土地荒漠化以及淡水资源短缺等一系列全球性环境问题［1］。而人口、资源和生态环境三大问题都与水有着内在的密切联系。“山无水不秀，城无水不美，田无水不收”，可见水是自然界中不可缺少的控制性因素之一，有人称其为“基础性的自然资源，战略性的经济资源”［2］。
全世界有100多个国家缺水，严重缺水的国家和地区已达43个，占全球陆地面积的60%［3］。20世纪下半叶以来，世界上许多国家用水量急剧上升，一些地区甚至因水资源危机而引发战争［4］，水资源短缺问题在全世界范围内引起高度重视。针对世界性缺水问题，1988年召开的世界环境与发展大会特别指出，“水资源正取代石油成为引发全球危机的主要问题”［5］；1991年第七届世界水资源大会进一步说明，“干旱和半干旱地区国际河流和其他水源地的使用权在一定程度上会成为国家间战争爆发的导火索”［6］；1992年，联合国环境与发展大会决议通过的《21世纪议程》明确阐述，“淡水是一种有限资源，不仅为维持地球上一切生命所必需，而且对一切社会经济部门都具有至关重要的意义”［7］。
时至今日，世界上仍然有7.5亿人无法获得安全的饮用水，大约80%的废水未经处理直接排入海洋、河流、湖泊和地下水中，近200万名5岁以下的儿童每年死于缺乏净水和糟糕的卫生状况［8］。与此同时，世界卫生组织的调查表明，全世界每年至少有1500万人死于水污染引起的疾病，这不仅对经济发展，更为重要的是对人体健康造成了很大威胁［3］。
虽然人们很早就认识到水资源紧缺问题，但进入21世纪后，随着全球经济的飞速发展，人口不断增加，城市化进程日益加快，人类对水资源的开发利用导致水资源紧缺问题更加严峻。《2015年联合国世界水资源开发报告》特别强调，“地下水供应正在减少，据估算，目前20%的地球含水层遭到了过度开采”。在许多国家，地下水饮用水源所占的比例很高，如法国为65%、中国为70%、德国为72%、瑞士为84%，奥地利更是高达90%以上［9］。与此同时，地下水作为水资源的重要组成部分，其作用和重要性，随着地下水环境问题的产生及其带来的危害和影响，越来越引起世界范围的关注。
地下水是地球上数量丰富、分布广泛的淡水资源，对于人类生产、生活均具有重要意义。纵观全世界，尽管澳大利亚中部的大自流盆地有世界上最大的地下水源地，但澳大利亚国土面积的2/3属于干旱-半干旱地区，水资源总量并不丰富［10］；越南地下水总量仅为630亿m3，但有超过1/3的城市人口依赖于地下水生活，约2/3的农村人口使用地下水［11］；中亚五国（乌兹别克斯坦共和国、吉尔吉斯斯坦共和国、土库曼斯坦共和国、塔吉克斯坦共和国和哈萨克斯坦共和国）地下水资源总量约449亿m3，但大部分水量以深层地下水的形式存在，开发利用难度很大［12］；南非三面环海，海岸线全长达2954km，但地下水资源量仅有190亿m3；埃及全境96%以上的土地为沙漠，年均降水量仅为50～200mm，地下水浅水可开采量亦十分匮乏，仅有46亿m3［13］；新加坡是一个缺水的国家，有限的国土面积使得其人均水资源占有量仅为211m3，居世界倒数第二，地下水资源储量严重不足［14］；以色列共有2800口地下水开采井，每年取用的地下水量约为60亿m3，占全国用水量的45%［15］。
我国水资源总量为2.81×104亿m3，占世界第6位，人均占有量却居世界第108位，是世界上21个贫水和缺水的国家之一，人均淡水占有量仅为世界平均的1/4［16］。据《2014年中国水资源公报》资料显示，2014年全国总供水量6095亿m3，占当年水资源总量的22.4%。其中，地表水源供水量4921亿m3，占总供水量的80.8%；地下水源供水量1117亿m3，占总供水量的18.3%；其他水源供水量57亿m3，占总供水量的0.9%。北方省份地下水供水量则占有相当大的比例，其中河北、河南、北京、山西和内蒙古5个省（自治区、直辖市）地下水供水量占总供水量的一半以上。
在很多情况下，地下水是人类赖以生存的饮用水源，而且随着人们生活水平的不断提高，对地下水资源的需求和要求也越来越高。老子曰：“上善若水，水善利万物而不争。”水是生命之源，地球上一切生命活动都离不开水。自然界中物质、能量及信息的传递均离不开水。水是生物的基础——细胞的重要组成部分，也是生物细胞与外界环境进行物质、能量交换的媒介。一旦水环境发生变化则会对整个生态系统带来灾难性后果。在自然条件下，地下水中的一些化学元素的相对富集或贫化（如高氟水）及在人类活动作用下某些有害元素（如三氮）在地下水中的浓度升高，均会影响其使用价值。地下水作为水资源的重要组成部分，其利用价值可分为资源价值和环境价值，这样的价值组成，决定我们不能忽视地下水污染严重的现状，更不能随意破坏地下水资源的良性循环。