金士博：华北平原地下水超采的问题大到甚至可以从卫星上监测到，缺水根本原因是什么？怎么办？？
金士博（Wolfgang Kinzelbach），瑞士地下水专家。但在现实中，地下水问题是看到的，像环境污染、空气污染，我们立刻能感觉到，但是地下水在哪里？地不是半透明的，我们看到中国缺水吗金士博大家好，我是金士博，我研究的领域是地下水。我最近20年在瑞士苏黎世联邦理工学院工作，大部分工作内容就是地下水。假如一个国家或者地区每年的人均（可再生）水资源量多于1700立方米，我们就说道这个地区的水资源紧绷。 假如多于1000立方米，我们说道这个地区水资源紧缺。
金士博（Wolfgang Kinzelbach），瑞士地下水专家。但在现实中，地下水问题是看到的，像环境污染、空气污染，我们立刻能感觉到，但是地下水在哪里？地不是半透明的，我们看到中国缺水吗金士博大家好，我是金士博，我研究的领域是地下水。我最近20年在瑞士苏黎世联邦理工学院工作，大部分工作内容就是地下水。假如一个国家或者地区每年的人均（可再生）水资源量多于1700立方米，我们就说道这个地区的水资源紧绷。
假如多于1000立方米，我们说道这个地区水资源紧缺。我们怎么会必须那么多水呢？就算我们每天喝2到3升至的水，一年也才一个立方米，再加家用的睡觉、洗碗的水，每人每天按160升算，一年也才60个立方米。如果我们再行把所有工业用水分到每个人的头上，每人100立方米，特一起也就161立方米，那么1700立方米的标准是哪来的？我跟学生说明这件事情的时候，我就给他们看这个照片。
这是南非的一个酒庄的车，它上面写出着：节约用水，多喝葡萄酒。学生跟你们一样就大笑了，没有意识到这句话几乎拢了。因为仅有生产一升的葡萄酒，就必须900升至的水来养葡萄。
那么我们可以解读了，在每人每年的1700立方米的水里面，大部分是为了生产我们的食物而消耗的水。比如生产1公斤的小麦必须1到2个立方米的水去饲它，所以可以说道粮食就是稀释的水。假如我们用粮食去喂食牲畜，那就是第二次稀释水。
一公斤的牛肉在生产过程中大约不会消耗10到15立方米的水，总共特一起，我们每年不吃的食物里面花费的水就有1200到1500立方米，这就是为什么不会消耗1700立方米那么多的水。再行返回开始的问题，中国缺水吗？在2016年，中国每人每年的水资源量是2355立方米，正好是一个奥林匹克标准的游泳池的容量。
我们瑞士比你们多，我们每人每年有相似5000立方米的水资源量。但是，像非洲的尼日尔每人每年只有将近200立方米，很真是。
所以中国的水资源量虽然高于世界平均值，但它还是低于1700立方米水紧绷的红线，而且远高于1000立方米紧缺的线。那中国究竟缺水吗？这个只不过类似于年轻人打趣说道的，我们的收益被平均值了，只不过那2000多立方米的数字是全国一年的平均值。假如我们某个地区春天有旱灾夏天有水灾，那这个平均值看上去还是很难受。所以无法平均值，而且在空间内也无法平均值。
中国每人每年平均值有2355立方米的水资源，贵州就比平均数低多了，我们再行看华北平原，它每人每年的水资源多于300立方米，却是极为紧缺水。但问题是，尽管如此紧缺水，华北平原还是中国的大粮仓，生产多达中国1/4的粮食，用这么较少的水怎么有可能呢？答案有可能就是，我们在不可持续地利用水资源。这样我们能继续减轻缺水问题，但是无法长年继续下去。
很多国家都经常出现了不可持续地用水的问题，两个问题比较突出，一个是超采地下水，另一个是侵吞生态环境必须的水。我再行普及一下地下水的概念，含水层分成饱和状态层和非饱和层，在饱和状态层，水能填充所有的沙子中的空隙，在非饱和层还有空隙在里面。饱和状态层和非饱和层的分界就是地下水位。
地下水可以通过降雨或者河流补给，然后随着重力的起到流过较低处。假如我们在一个地区长时间抽出来的水量小于给养的水量，那就是超采，超采的展现出就是地下水位在上升。在全球都经常出现了超采的问题，特别是在干旱地区。每年抽出来的1万亿立方米的水里面，1/4是超采。
最先经常出现超采情况的是在美国的奥加拉拉。在西班牙、南非等地方，多多少少都有一些超采的情况。两个最引人注目的典型案例，一个是印度的干河谷，另外一个就是华北平原。
我1979年第一次来中国工作的时候，因为地下水位很高，离地面很将近，华北平原就有土地内涝和盐碱化的问题。（录：水位离地面将近到一定距离不会引发毛细下降起到，使水位下降到地面上被冷却，盐分就残余在土壤里。
长年下去盐分更容易冲刷，导致盐碱化。）80年代中国有多达10亿的人口，粮食紧绷。农民最开始用地表水灌溉，后来因为生产市场需求大，地表水过于就开始放地下水。
由此开始，地下水就以每年0.5到1米的速度在上升。图中可以看见，水位线从1964年到1993年仍然在上升。现在超采的量甚至大到可以从卫星上监测到它。GRACE是观测地球重力场变化的卫星。
这个图就就是指GRACE卫星获得的。它告诉他我们，在2002年到2012年之间，哪里的重力再次发生了变化。重力变低了就是蓝色的，回应质量变低了。
我们可以解读喜马拉雅山经常出现的蓝色，是因为冰川的发育，质量增加了。但在华北平原没冰川，所以在华北平原经常出现的蓝色就是因为地下水的存储量增加了，而且可以由此推算出来这几年每年的清净放水量大约是83亿立方米。超采带给的短期益处不会给人一种粮食确保的错觉。
假如我们什么都不做到，那地下水位就不会仍然上升。这就是粮食泡沫，这个泡沫早晚不会裂痕。在华北平原最少 15% 的小麦生产依赖的是不可持续的超采地下水。
地下水位上升有两个问题。一个是抽水机的成本不会更加低，因为从水位很低的地方抽水机上来必须更好的电能，另一个是井的放水量不会越来越少。
很更容易解读，如果地下水比井底还浅的话，那什么水都放不上来，最后农民不得已不抽水机或者较少放地下水，靠天吃饭，就无法保持现在的粮食产量。但在缺粮之前，超采就不会经常出现很多比较严重的后果，还包括湿地变干，河流耗尽，地面沉降，还有海水侵略，这些问题不会造成地下水的水质持续好转。这些现象在河北省就早已十分广泛了，甚至有的地方地面沉降有两米多。
或许你们不会想要，这跟我有什么关系呢？这对基础设施很很差，它不会毁坏水管，而且地面沉降后车轨会背离原本的设计，动车车轨扯了，动车就不会从车轨跳跃出来。（录：所以国内很多铁路线附近都会专门设置水位监测站，提早预警地面沉降的风险。
）上面图中这种裂缝在河北有1000多个，其中400个长度多达1公里，就是那个地沉下去了。对于超采引发的海水侵略，有的地方海水早已入侵陆地50公里，那么这50公里以内的井就都出厂了，变为咸水，无法用作灌溉或饮用。所以我们必需采取措施暂停超采，而且越快越好。
为什么我们应当维持现在或者过去的水位呢？还有另外一个主要的原因。就像有时候我们生大病去医院必须花上很多钱，那个时候假如我们的存款很多的话就没什么问题。地下水也是一样，就是一种存款。旱季的时候，就可以用地下水灌溉，而且地下水是比地表水库容量还大的一个地下水库。
所以我们要只想地管理它，它可以老大我们的忙，去应付气候变化带给的风险。怎么管理它呢？在丰水年和平水年我们应当较少放地下水，然后枯水年就可以放多一些。
当然如果要管理好，还必须制订一些法律，也必须每一个使用者的合作。我想要谈一下我最近四年在中国参与的两个地下水项目，这两个地下水项目由瑞士的发展与合作署资助，然后与中国水利部和中国科学院合作。这两个项目，一个坐落于甘肃的黑河中游张掖地区，另外一个是在河北省邯郸的馆陶县。
黑河中游是一个半沙漠地区，虽然如此，经过河水的灌溉，它变为一个绿洲，农业生产非常丰富。但是它用的灌溉水更加多，到后来完全没只剩什么水给下游。在2000年，为了确保东居延海有水、维护胡杨林生态系统，国务院规定要把中游一半的水传输到下游。
农民能用的地表水较少了，于是很大自然地就钻井所取地下水调补上缺少的灌溉用水。有两个灌区超采，其中一个是骆驼城，他们的超采能从两个地下水位的细管看出来。
掌控地表水很更容易，只要一个人电源水闸就可以了。但是地下水不一样，那些机井成千上万，怎么去掌控是一个相当大的挑战。你们可能会想要，我们跟在家里一样加装一个水表，然后按照用量计算出来水费不就行了。但事实不是那么非常简单。
我跟中国的水表有认识最先是在80年代。我们在沂蒙山工作，去给那些贫困县获取自来水。
那个时候因为要保持系统的工作，就拒绝老乡们必需缴一点水费，否则就无法维修水泵之类的。要按照用量缴水费，就必须一个水表。那个时候的水表摩擦力相当大，必需把水龙头开得大一些它才开始并转。
农民们就想要出来一个办法，他们晚上敲一个大水盆在水龙头下面，然后把水龙头关上到水表恰好不转的方位，用这种方法来偷水。我们找到后，就决定一个人晚上在村里监督，去听得哪里有水在流，就处罚哪些人。没想到农民们就在水龙头上系一个毛巾，这样水流下去就没声音了。
他们有各种各样的方法毁坏水表，停电的时候有个人还用打气筒往里加油，让水表向后转。我们怎么找到的呢，因为每次读表他的用水量都是胜的，过头了。
所以如果知道要去维护那个水表，或许应当在每一个农民后面敲一个警员盯着他。但是几十年后，现在通过高科技，我们是有办法去替换警员的。用什么替换？就是用这种智能水表。馆陶县的水务局在每一个井上加装了一个智能表格。
那些农民在开始灌溉之前按照他的水权去水务局买水，然后获得一个IC卡，他就用刷卡的方式去操作者井。每次抽水机的量都会从卡上扣住出来，卡上没水就必需暂停，无法之后再行抽水机。
他们还通过制订水费这样的经济措施，使农民推崇节水。但这很不更容易，因为那些农民不要缴水费，他们镇压，示威游行，然后毁坏一些智能表格。
水务所的干部就仍然跟他们辩论，去劝说他们，跟他们说明情况。他们还表示同意把表调得快一点，也讲解了一些法律的惩罚措施。最后农民拒绝接受了，他们也告诉无法这样子继续下去。
现在那个系统正在工作，而且早已能显现出可行性的效果，水位上升的速度变大了，由每年上升0.4米变成0.2米。我们回答了一些农民，你们现在用水是不是什么变化。他说道以前我是两个礼拜倒入一次地，现在是三个礼拜倒入一次地，因为我看著那个钱从我那个IC卡里流出去。
很多农民现在还去申请人了补贴做节水灌溉，他们节水灌溉的最差方法就是膜下滴灌，现在很多人去申请人了。这样基本上可以解决问题黑河中游超采的问题，那为什么我们不必要把这个方法拿过来在华北平原推展呢？敢。有两个原因。
在黑河还是有水量大的河流，有地表水。假如我们把地表水分配决定得好，多一点地表水给骆驼城，0.2米每年就能变为0米每年，最后就仍然上升。所以优化地下水和地表水的决定，几乎可以解决问题黑河中游的问题，但在华北平原敢，因为华北平原地表水较少到显然补不上超采的量。另外一个原因是，黑河的那些井放水量相当大，每一个井灌溉的面积相当大，所以收上来的水费充足保持系统长时间的运营。
在华北平原，一个人才一亩三分地，井较小，面积小，卖智能表就不合算。当然在华北平原还是有一些很好的井，合适加装智能表格，但是大部分井就是这种乱七八糟的小东西，没办法加装智能表格。但是不管一个井多么非常简单，它抽水机还是必须用电，所以都有一个电表。
如果我们告诉一度电相等于放了多少立方米的水，只不过你就可以用电表来监测用水量。因此我们跟河北工程大学，还有馆陶县的美丽乡村大学合作，跟他们的学生一起做到了很多次抽水机试验，确认电量和水量之间的关系。
以后还不会更加非常简单，现在电力公司在每一个井加装一个电表，电表数据是自动传输到总部的，他们不外出就可以看见每个井用了多少电，然后乘上那些学生确认的水电切换系数就告诉放了多少水。而且我们以后电费和水费可以一起来缴，就不必须创建第二个缴水费的系统，就较为省钱。但是这样做到是不是就充足解决问题超采问题呢？要问这个问题，我们就要分析一下华北平原缺水的根本原因究竟是什么。
在华北平原，降雨量充足种一季的粮食。像种夏天的玉米是充足的，完全不必须灌溉。
但是因为80年代人口减少，生产粮食的压力相当大，政府竟然农民种两季粮食，一个是夏天的玉米，一个就是冬小麦。而冬天春天降雨量很少，冬小麦就是那个时候宽的，这样降雨量过于又没多少地表水，所以就必需把水从地底下抽出来。
缴水费是不是充足呢？那些农民现在抽水机早已是要花上电费了，所以他一般不是故意地浪费水，他还是尽量地少用水灌溉。涨水酬劳是不是有潜力再行多节约一些水呢？我猜测这个潜力并不大。想象一下，如果农民的农作物说完了，他认同是不管水费多低，都要之后去施肥的。要显然解决问题超采问题，我实在要去找别的方法。
我们缴水费是为了掌控栽种面积，提升节水意识，而不是要把那些早已很贫苦的农民弄得更穷。再行看一下华北平原的情况，河北、河南、山东三个省，它们生产中国56%的小麦和25%的玉米，但水资源量跟这个比就较少得真是，仅有占到国家的2.36%，你们看那个差异多大。
我到乡村很讨厌跟那些农民聊天，每次可以从他们身上教给一点东西。那些农民基本上都是老头子，他们很艰辛，一年从一亩地，光种小麦获得的收益是一百块钱，非常少。
就是因为这样，我们可以不吃那么低廉的饭，我们还是占到那些农民的低廉。我回答他们，你们怎么为了这么一点钱那么艰辛呢？他们说道我们祖祖辈辈都是种地，我没学其他的本事，必需种地，他们是这样想要的。但是他们卸任了，他们的孩子都不要在田里工作，都自由选择到城里打零工，谁不会给你们饭不吃呢？我在馆陶县遇到的唯一的年长的农民就是这位先生的儿子，他们栽种玉米。
他是经过土地流转，出租了一千亩的土地。他用无人飞机喷出杀虫药，他还用喷灌的节水灌溉方式去灌溉他的田地，全部都是机械化。这个人是少数的主动不愿跟我们合作的农民，因为他一千亩地增加用水量就可以省电，这对他是一个相当大的益处，他的儿子就承继他。
他们通过机械化的生产方式，现代化的管理，经营一个大规模的农场。这就是中国农场的未来。这样也可以较为有效地节省水，比小规模的栽种节省水。
我回答过那个租地给年轻人的农民，为什么租用他，他哪里做到得比你好呢？他说道他们规模大，都是机械化，他们的效率高多了，可以赚到的钱更加多。有可能现在中国的农业发展早已是在往大规模农场经营的方向回头，但是还是有一些小的障碍，比方说长年的出租问题还没几乎解决问题，租金有可能还是太高。这种东西必须调整，但发展的方向就是往大的农场发展。我们还发明者了一个地下水游戏，跟农民一起玩游戏。
那个游戏有一点像《大富翁》，可以四个人玩游戏。他们可以自由选择种什么农作物，用什么灌溉方式。
然后他们还可以卖拖拉机，可以卖灌溉设备等等，他们的目的是赚到更加多的钱。但是还有一个条件，假如地下水给灌入了，大家都赢，所以他们十分关心地下水位。地下水位用棋子回应，可以看获得。他们灌溉就拿出来一些棋子，给养的时候就特一些棋子。
我们找到地下水很低的时候，他们就不会较小心地自由选择农作物。但在现实中，地下水问题是看到的，像环境污染、空气污染，我们立刻能感觉到，但是地下水在哪里？地不是半透明的，我们看到。所以我们在想要是不是要在那些村庄加装一种传达水位的显示器，然后看水位究竟离那个红线多近。我们的游戏也有一个电子版，假如你们有时间可以玩游戏一玩游戏。
我们正在测试程序，你们可以明确提出意见。▲ 游戏网址https://savethewater-game.com/game最后在馆陶县这个地方的问题，总的来讲可以解决问题，但是大的华北平原的问题还是没获得解决问题。要解决问题那么大面积的问题，还是要增加粮食的生产，中国必需转变它的粮食政策才讫。
我们自己可以做到些什么呢？当然我们可以节约用水，或许也可以较少不吃一些肉，因为华北平原的玉米大部分都是喂鸡喂猪用的，而且意味著不要浪费食物，因为食物就是稀释的水。但是你们口渴可以随意睡觉，这个几乎无所谓。最后我想要感激瑞士发展与合作署，中国的水利部还有中科院，感激他们大力地反对我们这个项目，我还要感激我们的合作单位和合作伙伴的反对，谢谢你们。
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