Las extracciones de agua subterránea se expandieron drásticamente durante la segunda mitad del sigloXX . Aproximadamente la mitad de la población mundial depende de las aguas subterráneas para su suministro de agua potable, y las aguas subterráneas suministran casi la mitad del agua utilizada para el riego en las zonas agrícolas. Este uso masivo y en expansión de las aguas subterráneas es la principal fuerza impulsora de las preocupaciones sobre el agotamiento de las aguas subterráneas (acuíferos) y la sostenibilidad del bombeo de aguas subterráneas.
Cuando se perfora un pozo de suministro de agua, generalmente es con la esperanza de que el pozo proporcione agua de manera confiable durante mucho tiempo (es decir, que su uso sea sostenible para las generaciones futuras). Este libro presenta los principios asociados con el desarrollo de las aguas subterráneas a escala macro. Estas ideas se remontan a un artículo clásico de C.V. Theis en 1940 sobre la fuente de agua derivada de los pozos, en el que señaló que todo bombeo se equilibra con una pérdida de agua en algún lugar, con la pérdida durante los primeros tiempos proveniente en gran medida del almacenamiento de acuíferos y en tiempos posteriores cada vez más de la captura, que incluye aumentos en la recarga y disminuciones en la descarga (como el flujo de base a los arroyos y la evapotranspiración).
El agua subterránea a menudo se caracteriza como un «recurso renovable». Sin embargo, los datos que se están acumulando indican que gran parte del desarrollo actual de las aguas subterráneas está agotando el recurso a un ritmo que no se puede sostener —en muchos lugares, el agua subterránea se está «extrayendo» a tasas elevadas—, lo que contradice su capacidad de renovación a lo largo de los plazos humanos. Esto plantea un desafío para los científicos y administradores de aguas subterráneas : ¿se puede desarrollar el recurso de manera sostenible y, de ser así, cómo se puede lograr ese objetivo?
La conveniencia y el valor del desarrollo sostenible de las aguas subterráneas son evidentes. Si el agotamiento del almacenamiento de agua subterránea con el tiempo se vuelve insignificante, entonces las extracciones de agua subterránea se pueden mantener indefinidamente (siempre y cuando otros factores no afecten el equilibrio hídrico del acuífero). Sin embargo, la «sostenibilidad» debe evaluarse desde una perspectiva más amplia que la mera cuestión de si el bombeo puede continuar indefinidamente: la evaluación debe incluir los impactos sobre los flujos de agua superficial, otras consecuencias ambientales (por ejemplo, el hundimiento de la tierra y los cambios en la calidad del agua), así como otros vínculos, como la socioeconomía.
Los hidrogeólogos tienen el conocimiento y las herramientas para comprender y predecir la magnitud y el momento de estos efectos. La herramienta más eficaz es un modelo de simulación numérica bien calibrado, a través del cual los hidrogeólogos pueden desarrollar la comprensión y las evaluaciones cuantitativas de sistemas acuíferos complejos. De este modo, los hidrogeólogos pueden proporcionar una comprensión predictiva, que ofrece una base científica a largo plazo para que los responsables de la formulación de políticas y los gestores del agua tomen decisiones políticas sólidas y defendibles.