含水层(地下蓄水层)的发现常常让人兴奋,因为它们有能力缓解一个地区的水资源短缺。
例如,大约10年前,在肯尼亚图尔卡纳地区发现了一个大型含水层。这是肯尼亚最热、最干燥的地区之一,经常遭受干旱。政府声称,该含水层可以为整个国家提供70年的水。最近,美国宣布在非洲最缺水的国家之一尼日尔发现了5个含水层,含有超过6000亿立方米的水。从这个角度来看,埃及目前的水需求是每年1140亿立方米。
这些都是可喜的消息。由于气候变化和不断增长的人口对水的需求不断增加,非洲的许多地表水资源,如大坝和河流,正处于紧张状态。它们正在被过度使用,并慢慢消耗殆尽。
我们需要探索含水层等替代水源。根据非洲的地质情况,我们知道含水层在整个非洲大陆非常普遍。但是,作为一名地下水和含水层专家,我想强调的是,它们并不总是有助于解决水资源短缺问题。例如,早期的研究发现,肯尼亚图尔卡纳含水层的水由于高盐度而不适合使用。
记住这些挑战是很重要的,这样才能控制预期。它对规划者和政府也很有用,因为他们需要考虑其他方法来解决缺水问题。
非洲的含水层
据估计,非洲含水层的地下水容量为66万公里。这是每年储存在水坝和河流中的可再生淡水资源的100多倍,是非洲湖泊中淡水资源的20倍。含水层的大小和形状取决于地表下的岩石。有些可能以洞穴的形式存在,并大规模蓄水。有些厚度从几米到数百米不等,有多层。含水层也可以延伸数公里,或局限于某些地区。
水以不同的方式进入这些含水层。一些被新降雨填满,另一些则保存着古老的降雨。在非洲,大多数都被发现在地表以下不到50米的地方。非洲的许多含水层分布在各国之间,这意味着各国必须共享水资源。非洲地下水储量最大的国家是利比亚、阿尔及利亚、埃及和苏丹的大型含水层。利用含水层的方法多种多样,包括手挖井、钻井和钻孔,以及天然泉水。
开采地下水
一些国家已经采取措施开采含水层。南非有两个巨大的含水层。最大的一条从开普敦延伸到750公里外的城市Gqeberha。这一地质构造的表面积为37000平方公里,厚度从900米到4000米不等。另一个大的是Cape Flats含水层。据估计,到2036年,将投资近50亿兰特(约2.74亿美元)用于开采这些含水层。它们的产量约为伯格河大坝的一半,后者提供了开普敦市近20%的供水。
非洲大陆上的另一个大型含水层,只含有古代被困住的水,是北非的努比亚砂岩。它占地约200万平方公里,横跨利比亚、埃及、苏丹和乍得。它含有超过15万公里的地下水,比尼罗河500年的排放量还要多。它所横跨的国家正在开采蓄水层,并同意合理使用。利比亚实施了大型人工河项目,通过重力流将数百公里的水从努比亚砂岩输送到海岸。
利用含水层的挑战
但含水层并不是万能的。在使用它们作为水源时,有很多因素需要考虑。
距离
含水层和需要水的地方之间的距离可能是一个障碍。在非洲的一些地方,这段距离是由妇女提着水桶步行数公里完成的。管道和基础设施的建设可能耗资巨大。与此相关的一个挑战是开采地下水所需的深度,这可能会产生巨大的成本。对地表进行x光检查,以确定是否有值得开采的地下水资源,然后是钻机的费用。
水的质量
含水层的水质并不总是好的。有时它被人类活动污染;有时水会呈现出地面周围物质的特征。Gqeberha外就是一个例子,那里有南半球最大的钻井之一。它的产量约为每秒100升。不幸的是,水中的铁含量超过了规定的标准。它必须经过处理才能饮用。
不可持续的地下水利用
在某些地区,尤其是城市,过度抽水正变得越来越普遍。据报道,开普敦和内罗毕正在钻探数百个油井供居民使用。一些地方已经报道了水井干涸和水位迅速下降的情况。工业活动、农业和化学品泄漏也会影响地下水质量。过度抽水还会导致海水渗入地下水。密度越大的海水就会迁移,取代从含水层中移走的淡水。这对含水层的储存能力以及整个地下水质量具有毁灭性的影响。在某些沿海含水层中已经发现了这种现象。盐水侵入很难处理。
满足用水需求
尽管存在这些担忧,但含水层在非洲几乎所有地区都有能力提供一些水。地下水是水资源短缺解决方案的一部分,但不是全部。它应该以一种能够在未来很长时间内保持可用的方式使用。
Gaathier Mahed,纳尔逊·曼德拉大学高级讲师