相信許多人都看過下面這張圖片：它第一次直觀地告訴了我們地球上的水看起來是如此之少。

是不是很不可思議？我們這顆巨大的藍色星球、我們引以為驕傲的、占據地球表面積71%的廣闊海洋，所有的水加起來才這麼小一滴！

淡水資源很少

先別忙著吃驚，其實我們地球非常地大，相比之下這「一滴水」實際並不少，它的體積有1386000000km³也就是接近14億立方公里那麼多。只不過這些都是海水，其中含有大量的鹽和其它礦物質，除了航海我們很難利用它做太多的事情。

我們需要淡水，這是人類和許多其他生命形式生存所必需的物質。

地球上液體淡水資源有多少呢？在圖片上，它是這個大水滴旁邊的那一顆「小水珠」，這看起來比海水要少多了，它包括地下水、湖泊、河流和沼澤水。地球上淡水資源中有99%都是地下水，其中絕大部分我們都無法取得，江河湖泊中的水相比之下要更少，在這個圖里它只是個微不足道的一個小點：

是不是很奇怪：這個小點與它旁邊的北美「五大湖」相比實在是太小，有一種不真實的感覺。事實上這個「小點」的體積有93113立方公里，而五大湖中的密西根湖的平均深度只有91米。

不管怎麼樣，將9.3萬立方公里的地表淡水資源分布到世界各地的江河湖泊之中，還是顯得十分珍貴的。有的地方水流充沛，有些地方滴水貴如油，地表沒有水，人們只能從地下開採。

地球水循環

從上一節的數據我們可以看出，地球上的淡水資源比例很少，地表江河湖泊中可利用的淡水資源更是少之又少。但我們不必擔心這些淡水哪一天被用完，因為水始終在循環著，淡水永遠是用不完的。

地球上所有的水都很古老，它們甚至比地球本身更早形成，並且地球上水的總量是基本恆定的。當水隨著早期火山的噴發被岩漿帶到地球表面之後，其中的絕大部分都在地面不斷地循環，這個循環沒有起點，也不會有終結。為了方便起見，我們還是從大海開始，簡單講一講水的循環。

太陽的熱能驅動水循環，它加熱海洋中的水，將其中一些蒸發到空氣中，地面的冰雪可以直接升華為水蒸氣。不斷上升的氣流將海洋、冰川、土壤、江河以及動植物蒸發的水帶入大氣，高空較冷的溫度使其凝結成雲。

雲層隨著氣流在全球範圍內移動，雲粒子碰撞，生長，並隨著降水而從天而降。有些降水是雪，如果積聚在冰蓋和冰川上可以儲存數千年，而在溫暖的氣候下積雪通常在春天到來時融化，融化的水流向陸地。

大多數降水會回落到海洋或陸地上，由於重力作用，降水會作為地表徑流流過地面。一部分徑流進入河流，溪流將水流向海洋，另一些淡水會在湖泊中儲存起來。然而，並非所有徑流都流入河流，其中大部分會滲透到地下，一些深入地下的含水層會長時間儲存​​大量淡水。

一些向地下滲透的水會停留在地表附近，它們作為地下水排放滲入河湖海洋；一些地下水在地表找到開口並形成淡水泉。隨著時間的推移，所有這些水都在不斷移動，一部分水重新進入海洋，水循環「結束」。我的意思是，它又「開始」了一輪新的循環。

地下水的利用

地球上的水很多，淡水儘管相比很少，由於它始終在循環，總體上淡水是用不完的。問題在於在地表水資源的分布並不均衡，有些地方水量充沛，有的地方卻沒有淡水可用，人們不得不挖地三百尺，從地下尋找淡水。

在農家小院裡，我們經常可以見到這樣的壓水井，利用槓桿的原理，我們能夠很方便地從地下抽取淡水，用於生活、飲用和灌溉。

我們腳下有流動的河流嗎？有，但很少。絕大多數地下水都在岩石和地下物質之間的空隙里，它更像海綿中的水。在地表以下的一定深度處，土壤和岩石顆粒之間的空間完全被水填充，從而形成含水層，如果我們在這個含水層打一口井，就可以抽取地下水。

我們能開採多少地下水，一方面取決於地下含水層的儲水量，同時也取決於含水層的滲透率。如上圖所示，地下水運動的方向和速度取決於含水層的各種特徵和地下岩石的限制層（水難以穿透的地方）。在地下移動的水受滲透率（水移動的難易程度）以及地下岩石的孔隙度（材料中的開放空間量）影響。如果岩石具有允許水相對自由地通過它的特性，那麼地下水可以在幾天內移動很長的距離。若地下水沉入更深層的含水層，就需要數千年的時間才能回到地表環境，甚至變成「化石水」。

過量開採地下水的危害

地下含水層能夠得到及時有效的補充，那麼開採地下水就是可持續的，否則將造成危害甚至是嚴重的災害。

沙烏地阿拉伯就碰到了麻煩。上世紀80年代，沙特決定發展自己的農業，土豪們要把飯碗端在自己手裡，決定用現代化的方法種植小麥。他們在沙漠中央建設了許多巨大的圓形灌溉系統，同時抽取地下水來澆灌農作物。

儘管沙特人意識到淡水的寶貴，他們運用先進的自動化節水噴灌技術來澆灌麥子，但無奈沙特是個極度缺水的國家，土地蒸發量又極大，其地表淡水總量僅20億立方米，農業灌溉用水1990年就超過了300億噸。淺層地下水抽完了不得不打更深的井，一直打到地下1千米深的古老「化石水」層。到2012年，沙特人將他們不可再生的地下水消耗了總儲量的80%，農業經濟面臨崩潰，2016年，沙特徹底終止小麥種植，回到以石油換糧食的老路上去了。

超量開採地下水的地方往往是因為地表降水量少，極少的降水量導致地表徑流少，可以補充進地下的水量自然也少，當經濟發展需要更多淡水資源時，人們自然會想到開採地下水。淺層的地下水被抽干如不能得到及時補充，地下水位會下降，人們會打更深的井，抽取更深處的水。我們知道，越深處的地下水補充越困難，而將土壤岩石空隙中的水抽取之後，地層會在重力之下發生塌陷，大範圍的地面沉降將對城市地面基礎設施造成災難性的影響。

總結

地球上有近14億立方公里的水，其中海水和鹹水占據了其中絕大部分；98%以上的淡水或處於地球兩極的冰蓋或深埋於地下，因此我們對地表有限的淡水資源應當加以珍惜。

地球上的水一直在不停地循環，其中一部分在海洋、大氣和地表流轉，另一部分會進入地下成為地下水，地下水中的大部分最終會匯入海洋。

由於地球各個地區的氣候條件差異巨大，一些地方極為乾旱，不得不開採地下水以滿足生產生活需要。對地下水的開採應該符合科學規律，如果地下水過量開採又長期得不到循環補充，將釀成嚴重的後果。

地下淡水資源總量比河流湖泊多百倍，但由於地下含水層之間往往無法很好連通，超量開採地下水有可能導致相應區域地下水資源枯竭、地下空洞和地表塌陷；還可能導致地表土壤鹽漬化、地下水質污染等嚴重後果，因此我們也應該同時珍惜和科學利用地下水資源。