陶世龙
这是写成于1980年的旧作，《新观察》的编辑李今女士，已经编好，在就要发印前，我却自己把它撤下来了。一个原因是感到文中举的实例，最好自己能去实地考察，取得第一性资料来写更好；如太原晋祠，1965年我去看过，便有可能再去。其实还有一个没说出来的原因，这篇文章写到最后，涉及到当前对水资源的政策等非自然科学的问题，没把握和怕捅漏子，是心有余悸。文章一放就20年。现在国内的水资源似乎更紧张了，翻出这篇旧作，看后不胜感慨，有些问题解决了，如水资源不再无偿使用，也已制订了水法，可见我那时的担心是多余的，不过，也有些问题依然存在。因想到利用这网络发表出来，作为历史资料，或可有助于关心水资源问题的朋友参考。
我写的科普文章一般不长，但查阅的资料不少，我习惯于将引用的材料来源注明在原稿后面，以便编辑查考核对，以尽量避免出错误，发表时则都省略了，限于当时的条件和后来的动乱，这些原稿几乎没有能保存下来的，就是这份稿子，是德坚为我抄录并保存下来，(左，德坚抄录的《抢救地下水》原稿，点击可看到放大的画面）这些注释还在，在网上发表又不用考虑篇幅的限制，因此我全部都列在后面，对有兴趣进一步研究者或许有用；也是想让人们看一看，写出一篇科普文章是不容易的。另外，配合发表此文，将早年发表在人民日报上的一篇文章：《幸福的泉源》（1960）也上网在此。
地下水告急！
不少著名的泉源呈现枯竭之势，难老泉老，趵突不突，玉泉水枯。
难老泉在山西太原晋祠，史书记载：“大韩不涸，隆冬不冻”，早在春秋末期就被用来灌溉，滋润着这里上万亩良田，历时已两千多年（1）。用这种泉水培育出来的晋祠大米，粒大质韧，富有特色，据说连蒸五次也不会糜烂。
“晋祠流水如碧玉”，这里的泉水特别清澈，还给人以滑腻之感。（右，图中人为作者，背后即正在流出的难老泉，1965，北大地质系同班学长梁天佑摄）
其实难老泉中所含的矿物质是不少的，每升水中有0.7-1克，主要是碳酸钙，还有硫酸钙即石膏（2）；晋祠泉水来自富含石膏的石灰岩地层，所以这两种成分多，但它们都是以溶解的状态存在于水中，并不使水浑浊。
石灰岩较易为水所溶解，破坏后产生的泥沙较少，所以这种岩层中流出的地下水往往比较清澈；由于水的溶蚀，石灰岩的内部常有许多空洞，能大量储存地下水。山东济南的趵突泉，北京玉泉山的玉泉，和晋祠泉水一样，都出自石灰岩地层中，并都以水量充沛著称。
1913年11月测得的晋祠泉水流量是每秒3立方米（3）也就是说，一年可以灌满一个十三陵水库还有馀；五十年代降下来了，但仍有每秒2立方米左右（4），
1965年秋天我来到这里，还看见难老泉的水头有碗口大小，圣母殿前飞梁下的鱼沼中，泉源汨汨。游鱼成群（左图。陶世龙摄，1965，点击可看到放大的画面）。
著名的济南趵突泉，“三尺不消平地震，四时常吼半天雷”得了“趵突”之名。据山东水文站1954年观测，趵突泉及其附近17个泉眼组成的泉群，那时每秒的涌水量是2.24立方米（5）。
北京的玉泉，在六十年代初水量还不小，虽然“寒流溅石鸣珠佩（应为玉旁），影落悬崖挂玉虹”这种情景看不见了，但还在滔滔流出，散为溪池，哗化哗的流水声，一二里外也能听见。
可是，今年三月的报道，趵突泉已不见当年的雄姿，一到水枯季节，更只有涓涓细流缓缓外溢（6）。
晋祠文物管理所够郭永安同志给报纸写的信告诉我们，去年晋祠泉水的流量，已降到了每秒仅0.6立方米，鱼沼飞梁下水干鱼绝（4）。
玉泉山的泉水也不自流了。
为什么会发生这些变化？
地下水出现了“赤字”
地下水也有一笔收支账，也会出现赤字，泉源裤脚，就是出现赤字的一种表现。
笼统地说，地下确实称得上个大水库，在4000米的深度以内储存的水，比陆地上所有江河湖泊中的水量大36倍还多（7）。但具体到一个地区，地下有多少水，各有各的限度。
水在地下，主要藏在那种能透水的岩层中间，象内部孔隙多而且大的砂岩，因溶蚀而存在空洞的石灰岩，都能构成透水性能良好的岩层，位于表层的沙土砾石堆积物，质地疏松，当然更能透水。另一些岩层，如黏土内部孔隙虽很多，但太小；花岗岩结构紧密，孔隙很少，都难以透水这些透水的和不透水的岩层结合起来，形成了可以储水的地下构造。
有了可以储水的场所，还得有水去储存，地下之水何处来？主要靠地面水的渗入，譬如山西省每年的降水量有836亿立方米，这些水约有300亿立方米经过蒸发回到大气中，还有117亿立方米打从地面流走，剩下300多亿立方米的水渗透到地里去了（8）。
泉水的涌出和井水被汲取，是地下水的支出。
收入大于支出，地下水的库存增加，相反就会减少。
一个地区有多少地下水，受到那里的气候条件、地质构造等多种因素的限制，我们可以利用的地下水量，也是有限度的，如果在不影响它的收支平衡的范围内开采，那么水源便能长期稳定，真个是取之不竭；如果过量取用，造成补给不上，这时就要消耗多年积累起来的库存，使这里的地下水量减少，水位降低。
有人算了一笔账，北京城区、近郊区地下水每年得到的补给约有6.7亿立方米，而近年来一年的开采量达到了9亿多立方米（9），这个赤字是很大的，多年来就靠动用库存来弥补，结果是地下水水位下降，，和五十年代初期相比，西郊的地下水位下降了约10米左右，东郊下降的幅度还要大。这就难怪玉泉要枯竭，海淀一带好些自流井也不流了。现在这些地区的地下水位还在以每年 1 米的速度下降，据推算，长此下去最多再过三十几年，北京将出现无地下水可用，岂止是“玉泉垂虹”消失而已（10）。
赶上气候干旱，地下水的补给量较少，当然也是泉源枯竭的一个原因。
如果给我国北方的干旱半干旱地区都算一下地下水的收支账，你将看到，出现赤字是相当普遍的现象，难老泉老，趵突不突，除了这种明显的标志，在一些别的地方也可以感受到这种赤字带来的困难，大自然正在给我们以惩罚。
大自然的惩罚
据说：“天津市有一怪，自来水可以腌咸菜。”这也许是加了点艺术的夸张，但天津市的地下水，愈来愈咸苦，这是事实。
我找到一份1930年发表的“天津英日两租界内自流水井调查报告”，那时的情况不是这样，水质分析的结果告诉我们，一升水中各种矿物成分的含量仅有0.7克左右，即和晋祠泉水差不多；这些矿物质中，氯化钠约占五分之一。报告的结论是“水清适饮”（11）。
水质变坏的原因，有地面污染的作用，还有就是地下水的大量抽取，在这种滨海地区，当地下水位降低到海平面以下时，海水就会向大陆这边渗透过来。在旅大市，我们也看到了这种情况，1964年前，这里的地下水适于饮用和灌溉，可是在1965-1978年间，取用地下水过量，使一些地段地下水位降低了10-40米，海水入侵的面积达到一、二十平方公里，这些地方的地下水含盐量增加了十几倍（12）。
即使没有海水侵入，地下储存的水量减少，特别是垃圾废水的污染，也会使地下水的水质变坏，硬度增加，北京有的地区，现在地下水的硬度超过了29度，（国家饮用标准最高不能超过25度），比五十年代时增长了一倍多；有的井水的硬度甚至达到30-40度，某些主要水源还在以每年0.5-1度的速度增加（10）（13）。
地下水的大量采取，还会造成地面沉降，这因为充填在岩层孔隙中的水被抽走了，留下的空间被压缩变小，黏土层表现得特别明显。因取用地下水过量而导致地面凹陷，现在已成为一个世界性的问题。意大利名城威尼斯，近几十年来一直在下沉，平均一年达到十分之一英寸的速度，古老的圣马可教堂前的广场，多次被海潮侵入，海水曾冲上教堂入口处的台阶；沉没的威胁使居民纷纷外迁，同时吸引了大批旅游者前去访问这个即将从地图上消失的城市。只是在停止使用这里所有的（约三千）深井后，地面才停止了下沉（14）。日本东京也有这样的遭遇，现在限制了地下水的用量，下沉速度减缓但并未终止。我国有的城市，初步解决了这个问题，但也还有不少城市地面在继续沉陷，需要注意。
自然界的水是个统一体，地下水和地面水 互相转换，地下水用得多了那些靠地下水补给的河流得到的水也少了可以因而干涸断流，使已经修好的水库变得没有多少水可蓄。不全面算一算水账，就会吃亏不小，象由于打井过多，取水过量，以致大批水井报废的教训，已经不少了。
这些问题的产生，突出的原因是城市人口和工农业的用水量增加，特别是工业的需要增长很快，上海市1978年工业用水量比1949年增加了近17倍北京市更增加了40几倍，北京城区、近郊区地下水总开采量的一半以上是用于工业。
工农业当然要发展，地下水资源也需要保护，这个矛盾怎么解决呢？
不能再喝“大锅水”了
一方面供水很紧张，对地下水过量开采。
另一方面用水又很浪费，一些自来水管道、龙头昼夜不停在那里漏，却长期无人修，有的地方，百分之二三十的自来水就这样漏掉了。
在工业用水中，很大一部分可以回收使用日本的回收率已提高到百分之七十，有人计算，如果我们也能达到这个水平，仅北京市每年节约的水，就有三、四亿立方米。
每年还有大量降水从地面匆匆流入海中，没有得到使用，如果充分地利用起来，地下水的用量相应地就可以减少。地面上森林草原的培植，可以吸收更多的水分，给地下水以补充；将用过的水用人工的方法灌入地里，也是使地下水增加收入的一个办法。
总之，办法还是有的，需要我们因地制宜地去应用和创造，而看来最关键的的一条，是改变现在这种喝“大锅水”的状况，没有“大锅水”可以喝了，就比照逼着人去想办法。
这种喝“大锅水”由来已久，“凿井而饮。耕田而食，帝力何有于我哉！”我需要用水就打一口井，谁也管不着，喝“大锅水”再加上无政府主义。这在生产力低下的古代，还看不出有多大的影响，现在抽水能力很高的机井打起来了，井打得多了，僧多粥少产生的矛盾就明显起来。象这北京市的机井，56年前留下的数字是32眼，现在仅城近郊区已增加到近八千眼，地下水的水位怎能不大幅度下降！
一个地区，有多少地下水可以利用，打多少井才合算，应该在什么地方打井，都是受到水文地质条件限制的，不尊重科学，必定要吃亏，不幸的是，乱打水井，乱采地下水的事还不少，字备水塔林立，单位之间互相争水，就是一例。出现这类问题的原因是现在我们取用地下水，不需要偿付代价，也无法可依，还是“帝力何有于我哉”，看来，今天要抢救地下水，就得从纠正这种喝“大锅水”和无政府主义作起，总之是不能再这样下去了。
（1）水经注，卷六， 晋水， 长沙王氏校本
读史方舆纪要， 卷四十，太原县， 晋祠， 上海文瑞楼印
宋史，河渠志五， 中华书局新排本
（2）山西水文地质大队钱学溥，山西省岩溶泉水，水文地质工程地质杂志，1979年第5期
（3）E.T.Nystrom 测得的数据,科学,第九卷第十期,页1296,中国科学社出版
（4）郭永安, 来自难老泉的呼声, 1979年11月1日光明日报
（5）黄春海, 济南泉水,地理学资料,第4期,1959年6月,科学出版社
（6）1980年3月3日光明日报报道
（7）The Water Encyclopedia ,1970 数据依美国地质调查所(USGS)
（8）马敏(山西省水利科学研究所),“引黄入晋工程”需要慎重研究，1980年4月19日光明日报
（9）夏俊生，要注意合理开采和保护首都地下水源，1979年11月11日人民日报
（10）王大纯（北京地质学院水文地质工程地质系教授、系主任），地下水资源急需加强管理。中国科学技术协会第二 次代表大会简报第76期
（11）“天津英日两租界内自流水井调查报告”，华北水利月刊，第3卷第4期，华北水利委员会印，1930年4月
（12）吕光（辽宁第二水文地质大队），旅大市的海水入侵问题，，水文地质工程地质，1980年第4期
（13）北京市水文地质工程地质大队环境研究室，关于北京市东南郊地下水硬度升高原因的探讨，北京地质科技情报，1980年第4期
（14）Is Venice in Sinking? , Focus on Environmental Geology,1973
（15）欧庆林，认真解决城市供水问题，1979年8月24日人民日报
（16）曹型荣（北京市规划局），从水源条件看北京工业发展方向，1980年8月24日北京日报
（17）袁子恭（中国科学院自然资源综合考察委员会），水资源的合理利用与保护，自然资源季刊，1980年第3期
（18）Barbour Deep wells in the Peking Area,中国地质学会会志,第3卷第2期,1924年6月