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治理共享隐藏资源：审查跨界地下水安全的治理机制
Tamee R. Albrecht，Robert G. Varady，Adriana A. Zuniga-Teran，Andrea K. Gerlak，Chad Staddon
摘要：在全球范围内，地下水是迄今为止最大的液态淡水储存库，要使其成为安全供水的关键组成部分。然而，在过去的几十年里，世界各地可用的地下水量迅速下降。这种枯竭主要是由于管理不善（例如，过度抽水，污染和监管不足），而且由于气候变化和城市化造成的自然补水减少。对于近600个跨界的含水层来说，地下水资源的管理尤其具有挑战性，这意味着它们跨越国际政治边界。为了理解治理机制如何减少跨界地下水环境中的水不安全问题，我们回顾了我们认为最相关的领域的关键文献：地下水管理，水安全，国际水法和国际水治理。然后，我们制定一套改进地下水治理的建议，以解决地下水系统的具体物理性质，加强水安全，并应用于跨界地下水环境。我们认为跨界环境下的地下水治理需要这样的过程。(1) 加强具体环境和灵活的国际机制;（2）解决地下水数据和信息的永久需求;（3）重点优先考虑预防原则和污染预防;（4）酌情整合地表水和地下水和土地的治理;（5）扩大机构的能力，特别是两国或多国行为体的能力。
内容
1. 介绍：我们应该如何理解地下水安全？
2. 方法
3. 审查对跨界地下水治理的贡献
3.1. 地下水管理
3.2. 水安全研究
3.3. 国际地下水法
3.3.1． 现有的国际法律框架
3.3.2． 国际法律原则：公平合理使用，无损害
3.3.3． 越境地下水条约
3.4. 全球水资源举措
4. 跨界情况下的地下水治理
4.1. 加强具体环境和灵活的国际机制
4.2. 解决对地下水数据和信息的持续需求：多少才足够？
4.3. 优先考虑预防原则和污染预防
4.4. 将治理与地表水，土地和地下管理相结合
4.5.扩大机构能力
5．结论
致谢
参考文献
1. 介绍：我们应该如何理解地下水安全？
地下水在水安全中发挥着关键作用，占全球液态淡水的97％[57]，在干旱地区提供当地可用的供水，抗旱储水以及高水质。然而，尽管全球水安全具有明显的重要性，地下水往往被过度使用和管理不善[23,88,67]，导致含水层枯竭和污染，现在在区域尺度上可见[79,108]。 作为一种“隐藏的”资源，地下水不易管理，特别是在越境规模 - 含水层跨越国际边界的地区。 部分出于这个原因，它也被“隐藏”在国际水法中[30,76]。 近600个地下水系统由两个或两个以上的国家共享（见图。1; [14]），专门用于跨界水管理的国际法律机制很少[75]而那些处理地下水的工作仍处于发展的初始阶段[72,92,14].
地下水以多种方式促进水安全，这与地表水与该概念的关系不同。 水安全是最常见的定义和操作，广义上包含多个方面和领域[117,29]。 灰色和萨多夫[37] 将水安全定义为“可用于健康，生计，生态系统和生产的可接受数量和质量的水，以及对人类，环境和经济可接受的与水有关的风险水平”。其他强调水增长[32,39]，国家安全[2]或适应全球变化[86]。 在所有情况下，我们都将水安全视为一个多维概念，包括水资源可用性和使用的物理和社会层面。
地下水安全包括物质资源安全以及地下水供应对整体水资源供应，获取和其他人类水安全的贡献[14]。尽管全世界地区的含水层存储能力存在区域性差异，但它仍然是许多地区供水的重要因素（见图。1; [25]）。 除了在全球范围内提供大量的淡水之外，地下水还以不同于地表水源的方式为水安全的人类层面（如进入，恢复能力和人类健康）做出贡献。 例如，在干旱地区，地下水供应通常比地表水更容易获得，而且含水层可以储存大量的水，因此通过提供缓冲水资源短缺的办法来提高干旱抗旱能力[38,96]。 含水层的储存也可以用于通过水银行做法进行长期储存 - 地表水用于补给含水层以备将来使用[56]。 由于补给流经多孔介质（这一功能也是人工补给方案的一个关键方面），随着时间的推移会发生自然过滤过程，地下水资源的质量通常高于地表水供应。
良好治理被公认为实现和维护水安全的关键组成部分[3,73]。 地下水治理已被定义为“总体框架”。在全球一级，治理机制主要采取国际法律框架，习惯规范和条约的形式。 国际法和法律框架可以解决用水，可用性和使用冲突问题[113]; 规范国家之间以及国家和国际组织之间的相互作用[54]; 并影响国家行为和推动政府间网络解决水安全问题[114]。 当国际法律原则在条约中被编纂时，这种指导可以在国际一级得到执行。
近年来，通过全球倡议，特别是全球水事举措，更广泛地参与了公共部门，私营部门和民间社会的其他努力。这些倡议包括特派团驱动的组织，备受瞩目的活动，提高意识的指定时间段和专业协会[105]。 全球举措起来提高认识; 帮助协调研究，治理和实践的努力; 并提供无约束力的指导，以解决越来越重要和极其复杂的水资源挑战[106].
本文回顾了地下水管理，水安全，国际水法和国际水治理领域的重要文献 - 特别关注跨界地下水环境。 我们试图了解当地下水跨越国际边界时，治理机制如何能够改善水安全。 我们从综合这些广泛而多样的文献中提出了一套建议，以帮助确定可能有潜力加强水安全的地下水管理战略。 在此过程中，本文通过对水资源治理和国际法的认识，综合了解地下水储存，流动和补给的物理性质，从而解决社会，政治和经济方面的问题。 我们的首要目标是为复杂资源挑战提供跨学科视角，随着人口和需求的增加，其未来管理变得越来越重要。
我们从第2部分描述文献综述的方法开始。在第3部分中，我们回顾了多个文献体。首先，我们探讨地下水的物理属性如何影响它的可持续使用，管理和治理。接下来，我们看看水安全文献中介绍了跨界地下水的治理机制。 我们了解国际法律框架如何对跨境地下水环境中的治理能力作出贡献。 最后，我们回顾了全球倡议对开发有效地下水治理的贡献。 根据我们咨询的各种文献，我们制定了五项改善跨界地下水治理的建议，这些治理也有望实现总体水安全。 我们在第4节中介绍并讨论这些内容，然后在第5节结束本文。
2.方法
我们特别要了解地下水治理与地下水安全的关系，并且能够解决地下水安全问题
图1.根据欧盟水框架指令，绿色地下水体中的橙色跨界含水层（“地下水体”是指含水层内特定体积的地下水。 来自IGRAC（国际地下水资源评估中心），教科文组织国际水文计划（教科文组织国际水文计划），2015年。世界跨界含水层[地图]。 2015年版。比例1：50,000,000。 荷兰代尔夫特：[45]。
跨界情况。国际水法领域有丰富的文献，涉及跨国水资源的方法。然而，新兴的写作表明对治理的更广泛的解释超越了法律手段和机制，并且包含更多元化和更全面的行动者。 近年来，涉及国际非政府组织和政府间组织的地下水管理全球倡议迅速扩大。 在学术文献中，水安全方法已经成为处理水资源挑战的多维性的中心阶段，从地方到全球范围。 为了阐明地下水含水层在管理和治理方面复杂性的重要影响，水文地质学家也在提供有关水安全和治理方法的信息。
我们从以前的学术着作中回顾了地下水在水安全中的作用（例如，[14]），地下水科学在水安全方面的作用（例如，[25]），跨界地下水治理挑战（例如，[5,55]）; 国际地下水法律机制（例如，[77,80]），法律在水安全中的作用（例如，[93]），处理地下水的国际条约（例如，[9,58]）和全球治理方法（例如，[31]).
我们的贡献是双重的：（1）我们明确考虑跨界含水层的地下水安全;（2）通过将地下水与水安全框架联系起来，我们确定了解决跨界地下水挑战的跨学科性质的治理方法。
由于这些领域的广泛文献，我们的评论并不是全面的。 相反，我们试图了解这些学术领域的广泛趋势和主题，从而找出潜在的协议或协同领域有效的治理机制，可以在跨界地下水规模工作。 我们关于改善地下水治理的建议可能有可能解决地下水系统的具体物理性质，从而以与跨界地下水条件相关的方式加强水安全。
3.审查对跨界地下水治理的贡献
一些社会科学家认为，地下水管理过度被认为是忽视关键社会政治和制度约束的技术问题（例如，[10]）。 确实，直到最近，几乎所有对地下水和含水层的关注都来自物理科学家。 这一套观察结果显然需要加以纠正。 但是，在不减少该批判的有效性的情况下，还很清楚的是，在制定地下水法律和政策的过程中，地下水的物理特征通常被误解了[72]，p543.总之，地下水管理机制需要更好地代表水文地质条件，并适合特定的社会，政治和经济背景。
我们首先考察地下水的物理性质以及这对于有效管理和治理意味着什么，我们开始审查国际地下水治理。接下来，我们转而研究水安全问题，以了解这些可能如何指导跨界地下水治理。接下来审查法律框架和原则，因为它们构成国际协议的基础，这些协议也将进行讨论。最后，我们探讨最近全球水资源举措的兴起以及这些努力出现的新方法。
3.1． 地下水管理
几乎普遍认为地下水政策和管理必须深入地理解地下水和含有它的含水层，特别是在跨界情况下[21,72]。 为了促进水安全，水文地质学家认为，地下水管理方法必须解决地下水储存，生产力和污染预防[25]，p1490.这些特征与含水层补给一起影响地下水资源的可获得性，可持续性和气候变化的复原力（同上）。
地下水资源的物理特征与地表水资源的物理特征有很多不同之处，对有效管理有影响。 首先，与地表水相比，地下水过程可能发生在更长的时间尺度上。 无限制含水层 - 与地表水或陆地表面直接相关的含水层 - 可通过渗透或直接从地表水迅速补给。 相比之下，在限定补给区补充的限定含水层 - 补给可能比地下水提取缓慢。 因此，为了避免地下水枯竭，地下水管理实践的指导原则是估计在含水层可持续性的同时可从含水层中提取多少水。 这些估算是基于含水层特性（如孔隙度，渗透率和电导率），流动条件和补给速率以及其他社会经济和环境约束条件[95,1,118]。 对于承压含水层，至少需要50 - 100年的长期规划[33]。 此外，一些含水层不可再生 - 它们在人类的时间尺度上实际上不会收到补给。 规划利用不可再生供应必须强调需求管理，因为一旦“开采”，这些资源可能会永远消失[72].
其次，与地表水相比，地下水更容易受到不可逆转的资源退化[55]。 补给区的土地管理对防止含水层污染至关重要。 例如，补给地区的农业径流可能会影响地下水水质和城市发展，这会扩大不透水表面（如混凝土和沥青）的面积范围，从而减少自然补给到含水层[72]。 地下水过度抽吸也会造成水质影响，例如海水渗入沿海含水层造成的盐碱化[71,72]，或者天然存在的污染物如氟化物或砷的流入[26]，这可能是不可逆转的。 由于地下水流速较慢，每天在0.1至10米之间，过度抽吸或污染的影响可能会延迟，空间错位且难以检测[23,25]。 最后，气候变化几乎肯定会增加地下水资源的压力[52]，这种变化将如何影响长期的地下水补给，从而影响地下水的可利用性，这是不确定的[94].
跨界地下水系统存在的问题包括：边界两边过度使用或污染导致资源枯竭; 跨越国际边界的不同资源利用率; 估计产量或可抽取的水量以及其他含水层性质的高度不确定性[75]，p668.为了促进跨界水安全，避免资源退化和确保含水层对人类使用和气候变化的复原力尤为重要[55,25]。 通常也是跨界的大规模区域含水层系统通常是无约束层和受限层的复杂组合，并且涉及多个流动系统 - 局部流动系统在较短的时间范围内将水短距离运输，而较深的流动系统将水运输得更长距离超过了很长的时间[78,50]。 含水层系统可以通过多种安排由国际边界进行横断。
如Eckstein和Eckstein所描述的那样[21]。 跨越边界的地下水流向，地下水开采地点和地下水补给区的位置在不同跨界含水层之间可能会有所不同。 国际边界如何横断含水层，决定哪个国家有效地“上游”与“下游”，以及一个国家的地下水如何影响另一个国家的地下水可获得性或质量。 解决这些各种安排需要有效的治理方法，扎根于特定地点水文地质条件的工作理解。
除了地下水独特的物理属性外，含水层的性质可以在个别含水层之间以及在个别含水层之间剧烈变化。 由于这种异质性，不同的地下水系统可能需要不同的治理方法[50]。 正如本节试图证明的那样，单个含水层或地下水系统的属性应作为开发地下水管理实践和政策的基础[53]特别是在国际共用的含水层中[78]。 然而，由于地下水系统难以观察（无论是从字面上看 - 即通过眼睛和科学方法，即参照其基本属性），
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