在过去的几十年里,专家们经常表达他们的观点对孟加拉国地下水水位不断枯竭的担忧,尤其是在倡导农业和工业更多地使用地表水的同时。有时,他们指责农民在灌溉时用水过多。
他们的观点没有错。孟加拉国每年抽取大约32立方公里的地下水。在抽取的水中,90%用于灌溉,其余的用于家庭消费。没有关于孟加拉国工业部门使用地下水的数据。
抽取地下水用于灌溉也已成为全球关注的问题。虽然与当代全球变暖有关的极地冰融化被认为是海平面上升的主要原因,但科学家们已经发现,灌溉造成的地下水枯竭也导致了海平面上升。
最近发表在《推进地球与空间科学杂志》上的一项研究显示,一个模型估计,从含水层到海洋的水再分配将导致地球自转极向东经64.16°漂移约78.48厘米。
全球每年抽取的地下水约为980立方公里,而孟加拉国的地下水消耗量(32立方公里)约为其中的3%。
地下水在实现孟加拉国的粮食安全方面发挥着非常关键的作用,因为该国80%的灌溉用水来自地下。由于季节性(90%的降雨只发生在季风期间),孟加拉国对地下水灌溉的依赖无法轻易改变。
那么,孟加拉国如何在不影响灌溉或危及粮食安全的情况下控制地下水枯竭呢?
目前在伦敦大学学院风险与减灾研究所工作的孟加拉国科学家Mohammad Shamsudduha博士认为,限制抽取地下水用于灌溉的想法是不现实的,这将大大减少孟加拉国的粮食产量。
去年9月,著名的《科学》杂志发表了一篇题为《孟加拉水机:孟加拉国定量淡水捕获》的研究报告。在那项研究中,Shamsudduha和他的队友表明,在过去的三十年里,孟加拉国农民抽取地下水,特别是在旱季,导致地下储存库中大量捕获淡水。
Shamsudduha说:“毫无疑问,孟加拉国拥有高产的含水层。
这怎么可能呢?
“我们都同意,孟加拉国部分地区的地下水枯竭是一个现实。然而,如果我们查看年平均地下水位、干季地下水位和湿季地下水位的月度时间序列数据,我们可以看到(含水层)淡水捕获的年变异性急剧增加。这是因为泵送后产生了额外的存储空间。”
研究小组将这种情况称为孟加拉水机。
在孟加拉国,开发前时期(1971年至1975年-开始广泛种植水稻之前)的年平均地下水回灌量估计约为每年23立方千米。在最近一段时期(2012年至2016年),平均地下水补给量增加到每年约28立方千米。这一切之所以成为可能,是因为在过去的几十年里,孟加拉水机在孟加拉国大约三分之一的地区运行。
这个想法实际上起源于两位有远见的科学家,罗杰·雷维尔和V·拉克什米纳拉亚纳,他们在1975年发表了一篇题为《恒河水机》的论文。
恒河在季风期经常泛滥,严重影响农业生产。科学家们基本上认为,如果恒河沿岸的农民沿着河岸安装灌溉井,并在地面上大量抽水,那么在季风期间,上升的地表水将渗入由农民早些时候抽水形成的含水层。
这将是一个双赢的局面,因为它将解决粮食安全问题,同时减轻洪水的影响。
Shamsudduha说:“不幸的是,自从这篇论文发表以来,印度和孟加拉国政府都没有实现这个想法。但它实际上是在不知情和无意中发生在孟加拉国的。自20世纪80年代以来,孟加拉国约有1600万农民一直在抽取地下水,他们创造了一台看不见的孟加拉水机。我们可以称之为人类与自然的共生或相互作用,这导致了孟加拉水机的运行。”
该研究计算了开发前和开发期间的地下水补给。例如,在Mymensingh地区北部(Haluaghat Upazila), 1975年至1980年的年平均补给量为每年88毫米。现在(最近5年)平均年补给量为185毫米。因此,多年来,地下水年平均补给量增加了约100毫米。
然而,孟加拉水机并不是在孟加拉国的每个地方都以同样的容量工作,一些地方已经发生了地下水枯竭。例如,在大达卡市、加济普尔和高巴林德地区的一些地方,地下水正在以较高的速度枯竭(每年>1米),因为抽取的地下水超过了补给。
其他制约因素是不利的地表地质和地下水抽水和季风降雨的大量变化。因此,淡水的捕获变化很大,在某些情况下(例如,达卡),它甚至可能被大量持续抽取地下水所掩盖。
尽管在过去的30年里,灌溉农业的面积几乎没有变化,但产量却大幅增加,地下水水泵的数量也大幅增加。Shamsuddoha博士说,与高产水稻品种和化肥的使用一起,地下水对粮食生产的贡献无疑是对国家粮食安全的最大贡献。
他说:“地下水一直是粮食安全的重要燃料,我们的政策应该真正以新的科学证据为基础,证明孟加拉水机的积极影响。”
研究人员提出了一些建议,包括制定一项单独的地下水使用政策。
他说:“首先,当我们估计地下水抽取的安全水平时,我们需要认识到淡水捕获或孟加拉水机的运行,我们还需要促进地表水和地下水的联合使用,无论何时何地,只要可能。”
达卡大学地质系高级教员Kazi martin Ahmed教授说:“我们有季节性地表水短缺。由于缺乏季节性供应和污染问题,我们不能全年使用河水。更重要的是,我们大多数的大河都是跨界的。因此,每当我们计划使用更多的地表水时,我们就会面临挑战,比如恒河、蒂斯塔河和其他河流的水资源共享争端。”
“因此,除了可持续地利用我们的地下水资源之外,别无选择。这意味着政府需要绘制出在目前和预计的未来抽取地下水的情况下,地下水安全产量可能达到的地区地图。然后是其他充值有限的区域;旱季河流流量大幅减少,持续的地下水枯竭是显而易见的——这些地区可以被宣布为‘缺水地区’,”马丁说。