撰文/记者 赵天宇 编辑/刘昭
新媒体编辑/赖天莹
水少，是北京长期面对的市情水情。近年来，在不断推动河湖生态复苏下，地下水位实现连续6年持续回升，2021年北京平原地区地下水平均埋深16.39米，比2001年高了整整16.42米，成为近20年来地下水位最高的年份，超采区面积比2015年最严重时减少82%。
地下水与城市生产生活息息相关，地下水位回升，有利于北京河湖生态进一步改善，生物多样性进一步丰富。不过欣喜之余，我们仍需保持清醒，北京依然处于严重缺水城市范畴，地下水位上升在缓解用水压力、改善生态环境的同时，也可能给建筑、农业等带来未知影响。
▲2019年4月13日，北京，永定河为补充北京地下水引水开闸（图片来源/视觉中国）
下降与超采，
可能形成“地下水漏斗”
什么是“地下水位”？从地面至地下的岩层剖面，上面部分是地表水向下渗漏的部分，称为包气带；下面部分的岩层孔隙中若均被水填满，就称为饱和层。在包气带和饱和层之间的界面，就称为地下水面，地下水位指的是地下水面相对于基准面的高度。地下水埋深是指地下水面到地表的距离。
北京师范大学水科学研究院副院长丁爱中告诉记者，地下水相对来说可分为浅层地下水和深层地下水两种，目前北京城市饮用水水源抽取的主要是深层地下水。
地下水位不是一成不变的，它受到季节、抽水量和气候因素的影响。雨季补给量大，地下水位就会上升，到了干旱季节又会下降。如果抽水量大于补水量，也会造成地下水位持续下降；如果地下水开采量超过该地区地下水容许开采量，就称为地下水超采。
地下水超采，真实后果可能比想象中的更严重。水位下降到平均水位以下，再继续开采，容易形成大面积地下水下降漏斗，导致地面塌陷、沉降、地裂等地质灾害，以及地下水质恶化、水源枯竭等环境问题。
一些生态和工程学家认为，过量开采地下水造成的地质构造改变，是墨西哥城1985年大地震的最主要诱因：90秒钟的时间内，地震造成市中心30%的建筑物被毁，7000多人被夺去了性命。
▲1985年9月19日，墨西哥发生8.1级地震，7000多人罹难1.1万人受伤。图为1985年9月24日，墨西哥城，救援人员在倒塌的建筑上（图片来源/视觉中国）
南水“给人解渴”，
间接促进地下水位回升
丁爱中介绍说，北京的平原地区是潮白河和永定河的冲击平原，从“海淀”“洼里”“丽泽”这样的地名可知，历史上北京水资源是非常丰富的。但上世纪80年代以来，随着城市的发展和人口的激增，北京地下水位也因为超采而呈现加速下降的趋势。
数据显示，1980年北京地下水平均埋深为7.24米（距地面），随后开始以每年0.29米的速度下降，从1999年开始，由于气候因素和经济社会快速发展对水资源需求逐步增加，地下水位开始以每年1米的速度加速下降。
记者整理公开报道的资料后发现，1999年，北京地下水位埋深为12米，2001年时曾急剧下降到32.81米，2015年时略有回升，但仍然只有25.75米。
丁爱中说，为避免出现巨量面积超采漏斗，北京曾经“八方找水”，在平谷、怀柔、房山、昌平建立了4个地下应急水源地，并在2003年左右先后启用，但依然没能阻止地下水位16年连续下降现象。这一状况直到2014年年底“南水进京”以后才有所好转。
“之所以说南水北调有利于地下水位上升，并不是说南水北调的水直接回灌到了地下，而是说南水北调水补充了城市供水，地下水的开采大幅减少，一些自备井也弃用了，因而间接地促进了地下水位的回升。”丁爱中解释。
除了南水北调以外，生态补水也给北京地下水位回升带来了积极的影响。有“北京母亲河”之称的永定河，2021年在上游山西、河北等省份的通力协作下，实现了全流域通水；在潮白河流域的补水，也让断流22年的潮白河干流实现全线贯通，北京东北部地区的地下水源得到了一次“畅快淋漓”的补给。
丁爱中解释，经过生态补水以后的河流水量多了，河水就会向下渗，能够起到补充地下水的作用，这些措施能促进密云、怀柔等水源地、永定河流域等严重超采区的水源涵养和修复。
不过“缓解不等于恢复”—南水北调和生态补水尽量有效提升了地下水水位，可北京目前人均水资源量也仅有150立方米，比国际公认的极度缺水警戒线低了350立方米，仍然属于“极度缺水城市”。
“16.39米的地下水位，还没能恢复到上世纪80年代的水平，北京南部和东部一些地区至今仍然在使用自采水，地下超采的压力依然存在，这说明未来很长一段时间，北京市的重点工作仍然是限制地下水超采，以及做好再生水的循环利用。”丁爱中说。
▲2021年5月29日，北京，从潮白河上游远道而来的水头在白庙橡胶坝下与下游有水河道汇合，实现潮白河北京段全线水流贯通（图片来源/视觉中国）
地下水位过高，
或影响建筑粮食安全
在北京地下水位连年回升的同时，学界的另一种观点也开始引起社会重视，虽然这并非所谓最新研究成果—地下水位并非越高越好，而应根据各地实际情况，维持在一个合理范围内。地下水位过高，同样可能给生产生活带来不可预估的负面影响。
丁爱中对这种说法表示认同，他告诉记者，就城市而言，水位过高的确容易威胁到城市地下交通和城市建筑安全。上海曾在上世纪50年代被苏联专家“断言”无法修建地铁，原因之一就是地下水位过高，而当时的建筑水平无法平衡这种矛盾。
“我们都知道建筑物需要打地基，地基深了进到地下水面，就需要排水，隧道也是一样的道理，如果渗水就有很严重的安全风险。”丁爱中谈到，北京地下水位过去一直比较低，地基和隧道也是依照这个标准来修建的。现在地下水位回升，如果持续上涨，对地下管线、地下人防工程、地下基建造成的损害是显而易见的。
事实上，随着近年来水生态环境的持续改善，一些地下水位上升的城市已经出现了“奇怪的现象”。去年夏天，河北邢台多地就出现了泉眼复涌、机井冒水，甚至有部分小区地下车库出现了涌水的现象。专家研判分析后认为，这与地下水位回升有密切的关系。
城市建筑之外，地下水位持续上涨也会对农业生产产生危害，甚至会造成农业生产的杀手——土壤盐碱化。
在我国北方地区，因为持续日照时间长，相对湿度低，地下水位如过高浸漫到地表，和土地“混合”后经过光照水分蒸发，留下的就是盐渍，长此以往就造成了土壤盐碱化，形成了盐碱地。
土壤盐碱化对粮食作物产量影响较大：世界上四大文明之一的两河文明，据考证灭亡的主要原因就是土壤次生盐碱化，进而导致粮食产量大幅减产。我国宁夏平原虽然号称“塞上江南”，但引黄灌区三分之一的土壤，都存在不同程度的土壤盐碱化问题。
避免“一刀切”，
地下水位也需“双控”
同为特大城市的伦敦，或是研究城市地下水管理政策的“典型案例”——伦敦过去曾因为大量开采地下水，导致城市地下水位下降了100多米。为了避免水生态环境持续恶化，伦敦在一段时间内关闭了所有城市地下水开采井，结果又导致水位大幅回升，地下水甚至涌进地铁隧道，造成了地下洪水。
这让当地政府被迫出台相关法律法规，对每年开采地下水最低值进行规定，主动把地下水“采出来”，以阻止地下水位上涨之势。
▲2014年2月10日，受泰晤士河水位上涨影响，英国王室居所温莎城堡附近已被洪水淹没（图片来源/视觉中国）
北京在上世纪70年代初，地下水位也一度很高，郊区甚至出现了盐碱地现象。为了让地下水位下降，保证粮食种植安全，开始大规模打井抽水，才让地下水位有了下降趋势。
由此可见，合理的地下水位，是有上下限变化阈值区间的。丁爱中建议，地方管理部门应当加强监测水平，要做好“双控”工作，既控制地下水取水总量，保持在合理开采范围内，也要把地下水水位控制在合理范围内，避免在生态环境保护的大方向下，盲目追求地下水位上升，而忽视负面影响的“一刀切”管理模式。
那么，当下北京地下水位的上涨，是否会给城市生产生活带来新的影响？科学研究认为，对于北京的地质特点来说，地下水埋深在8米至10米较为合理，显然这与北京2021年16.39米的水位还有一定的差值。
丁爱中也给普通公众吃了一颗定心丸，工程设计和施工中，建筑物地下工程的防水等级和抗浮能力都有相关要求，只要是按规范设计和施工的工程，建筑物的安全是有保障的。“就北京而言，短期内不会对建筑物安全产生太大影响，更应该关注的是长期影响。”
出品：科普中央厨房
监制：北京科技报 | 北科传媒
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