Vesivarat
Maailman vesivarat voidaan jakaa päätasolla meriin (n. 97%) ja muihin vesivaroihin (n. 3%). Muista vesivaroista noin kaksi kolmannesta on napajäätiköissä ja loput eli jäljelle jäänyt kolmannes ovat pintavesissä sekä maaperässä, ilmakehässä, pohjavetenä ja suolajärvissä. Pohjaveden osuus kaikista maailman vesivaroista on noin 0,68 %.
Vesivarat ovat jakautuneet maantieteellisesti katsoen epätasaisesti maailman maiden kesken. Parhaat vesivarat ovat pohjoisella pallonpuoliskolla. Vesivaroja tarvitaan kaikkialla ja kaikkeen, sillä luonto tarvitsee vettä ja niin tarvitsee ihminenkin hankkiakseen itselleen ruokaa tai pitääkseen tehtaat käynnissä. Puhtaan juomaveden puute aiheuttaa monia ongelmia, kuten levittää tauteja. Juomaveden laatuvaatimukset ovat korkeita terveyshaittojen välttämiseksi ja samaa korkealaatuista vettä käyttävät myös teollisuus ja maatalous, vaikkeivät ne tarvitsikaan näin korkealaatuista vettä. Makeaa, eli suolatonta vettä maapallolla on riittävästi, mutta jakauma on riittävän vedensaannin kannalta monilla alueilla ongelmallinen. Riittävyys pyritään turvaamaan vettä säästämällä ja sitä suojelemalla sekä erilaisin vesirakennusprojektein, joiden vaikutuksista alueen tilaan ei aina tiedetä. Monet tekijät uhkaavat juomavesivarojen käyttökelpoisuutta, mutta tilanne on paranemaan päin. Vesivarojen tutkimus on laaja-alaista ja pitkälti kansainvälistä. Suomessa vesivarannot ovat saastuneet vain paikoitellen ja muuten ne ovat riittoisat sekä hyvässä kunnossa.
Hydrologinen kierto tarkoittaa veden kiertoa eli sitä miten vesi monien eri vaiheiden kautta palaa takaisin mereen. Aluksi vesi haihtuu merestä, sitten se tulee alas sateena tai sumuna joko merellä tai sitten maalla. Maalla vesi voi päätyä jokiin ja järviin ja sitä kautta takaisin mereen, tapahtuipa se sitten haihtumalla tai jokea pitkin. Myös maaperään päätynyt vesi valuu hiljalleen mereen, mutta se voi kestää satoja, jopa tuhansia vuosia, jos vesi päätyy syvälle kallioperään pohjavedeksi. Hydrologisen kierron merkitys kaikkien maaeliöiden elintoiminnoille sekä ihmiselle on suuri, sillä se tuo sateita. Jos hydrologista kiertoa ei olisi, mantereet olisivat hyvin kuivia. Ihminen on nykyisin yhä useammin "sotkemassa" veden kiertoa ottaessaan kierron jostain vaiheesta vettä suuriakin määriä omiin tarpeisiinsa.
Ihminen käyttää vesivaroja kahdella eri tavalla, jotka ovat vedenotto ja veden kulutus. Vedenotossa pinta- tai pohjavesilähteestä johdetaan pois vettä, mutta se palautuu sinne nopeasti. Tällaista käyttöä edustaa esimerkiksi lauhdevesi energiantuotannossa. Veden kulutuksessa vesi poistuu ainakin joksikin aikaa käyttökelpoisesta varannosta esimerkiksi laadun heikkenemisen takia, kuten raakaveden päätyminen käytön ja puhdistuksen jälkeen takaisin vesistöön.
Maailmassa suurin vedenkäyttäjä on maatalous, joka tarvitsee veden keinokasteluun. Suurimmat vedenkäyttäjämaat ovat Afrikan ja Aasian sekä Lähi-idän maatalousvaltaisia maita, jotka käyttävät paljon enemmän vettä kuin hydrologinen kierto vuosittain tuottaa. Uusimpien tietojen mukaan kaikesta käytetystä vedestä 69 % menee keinokasteluun. Ympäristönsuojelun perusteet -kirjan mukaan kaikesta käytetystä vedestä 65 % menee keinokasteluun, 25 % teollisuuden prosesseihin ja 10 % käytetään kunnissa ja kotitalouksissa. Ainoastaan joissakin läntisissä teollisuusmaissa teollisuus on suurin vedenkäyttäjä, kun taas Afrikassa maatalous vie kaikesta käytetystä vedestä keskimäärin 88 prosenttia.
Vesi on kaikkein tärkein hyödyke ja sen takia saatetaan vielä lähteä sotaankin. Erityisesti useamman maan läpi virtaavat joet ovat hankalia tapauksia, mutta muitakin tapauksia löytyy. Vesivarantojen arvo nousee sitä mukaa kun veden tarve kasvaa. Kaikki maat yrittävät tietysti varmistaa oman vedensaantinsa, jolloin ei ennen otettu eikä aina nykyäänkään oteta huomioon sitä, että vaikka vesi onkin uusiutuva luonnonvara, niin se on myös samalla rajallinen.
Erityisesti entisten ja nykyisten kommunististen maiden suuret kasteluprojektit ovat ongelmallisia vedenottoalueen alkuperäisväestölle, jolloin ainakin Venäjällä on ilmeisesti ollut paikallisia konflikteja. Vesialueet ovat tärkeitä myös kulkuyhteyksien kannalta. Lähi-idässä on jo muutenkin vähän vettä ja rajallisista vesivaroista on syntynyt jo monia kriisejä. Näistä tuorein toi Israelin ja Libanonin välille sodanuhan, koska Libanon lisäsi vedenottoaan maiden halki virtaavasta Jordan-joesta ottamalla käyttöön uuden pumppaamon Etelä-Libanonissa. Koska Israelkin saa pääosan vedestään Jordan-joesta, sen saama maksimaalinen vesimäärä väheni. Useamman valtion alueen halki virtaavien jokien käytöstä on sovittu vuonna 1965 Helsingin sopimuksessa. YK:n tavoitteena onkin saada näissä tapauksissa kiistan osapuolet kiistelyn ja riitelyn sijasta hoitamaan yhteisiä vesivarantojaan yhteistyöllä.
Ilman vettä ei ole elämää nykytiedon mukaan, joten ihmisen pitää ottaa vedenkäytössään huomioon myös luonnon tarpeet, jotta vesistöissä olisi vastedeskin elämää. Vesi on kaiken elämän perusta. Monet jokien laskualueet ovat olleet hyvin monimuotoisia, kunnes joen vedet on ohjattu kastelukanaviin tai jokisuu muokattu pelloksi. Liiallisen vedenkäytön lisäksi monet muutkin ihmisestä johtuvat syyt voivat tuhota veden ekosysteemejä, kuten lähinnä saastuminen ja suolaantuminen sekä happamoituminen ja rehevöityminen. Monien soiden ja rämeiden ekosysteemit ovat olleet erittäin monimuotoisia kunnes alueet on kuivattu viljelymaiksi jolloin ekosysteemit ovat tuhoutuneet lähes täysin. Myös järviä on kuivattu maatalouden tarpeisiin ekosysteemin kannalta huonoin seurauksin.
Vesivaroja tarvitaan myös energiaa tuottamaan. Vesivoiman perusteena on veden virtaama, joten voimalaitoksia varten rakennetaan patoja, jotta sähköä voitaisiin tuottaa tasaisesti vuodenajasta riippumatta. Jokiin voidaan rakentaa pienempiä voimaloita ilman patoamistarvetta, mutta voimaloiden sähkö ei riitä kuin pienelle alueelle. Monet kehitysmaat ovat riippuvaisia vesivoimalla tuotettavasta sähköstä.
Mikäli voimalaa varten tarvitaan pato, rakennetaan alueelle yleensä myös kastelujärjestelmiä. Vesivarojen kannalta vesienergiantuotanto ei ole ainakaan hyväksi vesiongelmia ajatellen. Norjassa ja Ruotsissa vesivoiman tuotantoon käytetään lähinnä vuorilta ja tuntureilta alkunsa saavia jokia, jotka on padottu suuremman energiantuotannon vuoksi. Patoaminen estää veden vapaan virtauksen ja saattaa siten heikentää jokien vettä juomavetenään käyttävien ihmisten talousveden laatua.
Pohjavedet ovat napajäätiköiden jälkeen kaikkein suurin makean veden varanto. Yli 90 % maanalaisista vesistä kuitenkin on täysin tai lähes pysyvästi syrjässä veden kiertokulusta, sillä ne ovat syvällä kivikerrostumien ja sedimenttien kätköissä. Pohjaveden määritelmän mukaan pohjavedellä tarkoitetaan sitä maanalaista vesikerrosta, jossa kaikki maa- ja kallioperän huokoset ovat veden kyllästämiä.
Maavedellä tarkoitetaan pohjavesivyöhykkeen yläpuolella olevaa vyöhykettä, jossa huokoset eivät ole jatkuvasti kokonaan veden kyllästämiä. Mikäli maaperässä on läpäisevän kerroksen keskellä tiivis kerrostuma, voi tämän päälle syntyä orsivedeksi kutsuttu irrallinen pohjavesiesiintymä, joka sijaitsee varsinaisen pohjaveden pinnan yläpuolella. Salpavesi puolestaan on tiiviin maakerroksen alle puristuksiin jäänyt pohjavesiesiintymä, siis tavallaan orsiveden vastakohta. Nykyisin pohjaveden uskotaan esiintyvän laattamaisina altaina suonimaisen verkoston sijaan.
Pohjavettä on syntynyt ja syntyy sadeveden suotautuessa maaperän läpi (kuva 3). Vain osa sadevedestä imeytyy maahan muodostaen pohjavettä. Suotautuvan/imeytyvän sadeveden määrä riippuu maaperästä. Karkeat ja huokoiset maa-ainekset kuten sora ja hiekka läpäisevät hyvin (60–75 % sateesta), kun taas hienojakoiset savi- ja hiesumaat läpäisevät vettä huonosti. Moreenimailla suotautuvan veden määrä riippuu maalajin koostumuksesta ja vaihtelu on suurta, yleensä vedestä suotautuu vain 10–20 %, mutta karkeilla mailla vedestä voi suotautua yli 50 %. Muodostumistapansa vuoksi pohjavesi on yleensä pintavesiä laadukkaampaa ja puhtaampaa, joten sitä voidaan käyttää juomavetenä yleensä ilman puhdistamista. Maanpinnan tiivistyminen ja päällystäminen vähentävät pohjaveden muodostumista. Pohjois-Afrikan ja Arabian pohjavedet ovat suurimmaksi osaksi uusiutumattomia.
Juotavaksi kelpaavia pintavesiä ovat joet ja järvet. Ne ovat myös pohjavettä herkempiä saastumaan, sillä niillä ei ole minkäänasteista suojaa saasteita vastaan. Monilla alueilla pintavesi on ainoa juomavesilähde ja se on monin paikoin vielä hyvin saastunuttakin. Tämä ei ole ainoastaan kehitysmaiden ongelma, vaan se koskettaa Aasian, Afrikan sekä Etelä-Amerikan ja Latinalaisen Amerikan lisäksi myös entisen itäblokin maita. Tilanne on pääosin kansainvälisten vesihuoltoprojektien ansiosta kuitenkin paranemaan päin. Suurin osa järvistä sisältää makeaa vettä, mutta myös suolajärviä on olemassa, joista tunnetuin on Kuollutmeri Israelin ja Jordanian rajalla. Näiden järvien vesi on suolaisempaa kuin merivesi ja usein vielä huomattavan paljon.
Joki alkaa aina jostain vesilähteestä, joka voi olla vaikkapa järvi tai jäätikkö. Joen kuljettama vesimäärä riippuu joen valuma-alueen eli sen alueen, jolta joen vesi on peräisin koosta sekä jokiuoman koosta. Koska osa joista kuivuu kuivana kautena lähes kokonaan ja monet alueet ovat riippuvaisia niiden vedestä, niin tämä huonontaa vesipulaa ja vielä monien muidenkin alueiden vesitilannetta. Useat joet ovat ainakin osan vuodesta kuivia ennen kuin ne laskevat mereen, koska niiden varsilla harjoitetaan liiallista vedenottoa, suurimmat niistä ovat Keltainen joki Kiinassa ja Colorado Yhdysvalloissa.
Veden laatu vaihtelee suurestikin eri lähteiden välillä. Pohjaveden laatu on kaikkein paras ja se on myös maukkainta vettä. Pintavesilähteiden vesi ei yllä pohjaveden tasolle, vaan sitä joudutaan käsittelemään ennen kuin sitä voidaan käyttää talousvetenä ja monissa teollisuuden prosesseissa. Melko usein pohjavettäkin pitää hieman käsitellä lähinnä happamuuden säätämiseksi. Veden laatuun vaikuttavat myös käytetyt käsittelymenetelmät ja väärin toteutettu veden käsittely voi heikentää veden laatua entisestään. Eräs käsittelymenetelmä on sadettaa pintavettä soraharjulle jolloin se suotautuu soran läpi ja siitä tulee laadukkaampaa. Täten käsiteltyä vettä kutsutaan tekopohjavedeksi ja tekopohjavesitekniikka on hyvä menetelmä veden laadun parantamiseen.
Laatuongelmat voivat heikentää veden makua tai tehdä siitä käyttökelvotonta nauttimisesta seuraavien terveyshaittojen vuoksi. Porakaivoveden ongelmana ovat korkeat radon-pitoisuudet alueilla, joiden kallioperässä on uraania tavallista runsaammin. Monien kehitysmaiden vesilähteiden vesi ei täytä juuri minkäänlaisia laatuvaatimuksia. Kehitysmaissa kuoli 1980-luvun loppupuolella vuosittain 25 miljoonaa ihmistä saastuneesta vedestä aiheutuviin sairauksiin ja heistä 60 % oli lapsia. Nykyisin näihin sairauksiin kuolee vuosittain 2,2 miljoonaa ihmistä saastuneen veden ja huonojen käymälöiden sekä alhaisen hygieniatason vuoksi.
Usein veden saastumisen yhteydessä voidaan puhua niin sanotusta hygieenisestä saastumisesta eli siitä, että vedessä on taudinaiheuttajamikrobeja ja alkueliöitä, koska veteen on päätynyt käymäläjätteitä. Kehitysmaissakin vettä käytetään uudelleen, mutta uudelleenkäyttötavat ovat kaikkea muuta kuin turvallisia, sillä usein vesi varastetaan viemäreistä ja käytetään raakoina syötävien vihannesten kasteluun.
Keinokastelu on suurin veden käyttösektori ja siten "syypää" monien vesivarantojen nopeaan hupenemiseen. Vesivarantojen ehtymisen myötä nousseet kasteluveden suolapitoisuudet aiheuttavat sen, että kaksikymmentä prosenttia niistä pelloista, jotka ovat keinokastelun piirissä ovat suolaantuneet ja siten eivät tuota kuin pienen osan siitä mitä kunnossa olevat pellot tuottavat. Köyhien alueiden viljelijöille vedensaanti on elämän ja kuoleman kysymys. Paras mahdollisuus vesivarojen suojeluun on kasteluveden määrän vähentäminen kastelua tehostamalla sekä käyttämällä puhdistettuja jätevesiä kasteluun. Tehostamiseen on paljon erilaisia menetelmiä, joista yksinkertaisin on nykyisten kastelukanavien huoltaminen ja parempi valvonta. Seuraavaksi tulevat uudet kastelutekniikat, jotka tosin ovat ilman rikkaiden maiden tukea liian kalliita kehitysmaiden köyhille viljelijöille.
Rikkaampien maiden viljelijöillä on mahdollisuudet käyttää uusia teknologioita, jotka ovat liian kalliita kehitysmaihin. Vesipiheimmäistä kastelujärjestelmästä eli tiputuskastelusta on jo kehitetty kymmenen kertaa nykyistä halvempi järjestelmä, sen kustannukset ovat 125 dollaria hehtaarilta joten tekniikan käyttömahdollisuudet paranevat huomattavasti avaten samalla tien tuottavuuden nostamiseen. Kehitysmaidenkin vedenkäyttö tehostuu, kun viljelijät sidotaan huolehtimaan kastelujärjestelmien kunnosta käyttämällä kannustimena vesimaksuja, jotka peritään käytön mukaan.
Kasteluun kelpaisi aivan hyvin myös sadevesi. Veden säästämiseksi sitä pitäisikin ottaa talteen kastelukäyttöä ajatellen. Joillakin alueilla voitaisiin luopua kastelusta kokonaan tai ainakin vähentää sitä merkittävästi ilman, että sadot laskisivat merkittävästi. Väestön jatkuvasti lisääntyessä tarvitaan entistä enemmän ruokaa, josta seuraa se, että satotasoa on nostettava ja kehitysmaissa se tarkoittaa kastelun lisäämistä yleensä jo ennestäänkin kestämättömältä tasolta.
Maailmassa on monia maita, joissa kärsitään vesipulasta. Vesipulasta on kyse silloin, kun maan käytettävissä olevat vesivarat henkeä kohti vuodessa ovat alle 10 kuutiometriä. Riittävyydessä on kyse alueellisen kysynnän suhteesta alueelliseen tarjontaan ja kysyntä riippuu alueen väestön määrästä, yhteiskuntarakenteesta ja kulttuurista. Vesipulasta kärsivien ihmisten määrä tulee lisääntymään tulevaisuudessakin, koska vesivarojen kestämätön käyttö jatkuu ja yleistyy köyhillä alueilla väestönkasvun myötä.
Mikäli nykyinen kehityskulku jatkuu, teollisuuden vedenkäyttö tulee kolminkertaistumaan vuoteen 2025 mennessä huonoin seurauksin, sillä kaikki muukin vedenkäyttö lisääntyy. Maatalouden käyttämä vesimäärä on lisääntynyt yli 60 % 1960-luvulta ja tulee lisääntymään jatkossakin, sillä keinokastelu on köyhillä ja usein vielä kuivillakin alueilla ainut keino tuottaa riittävästi ruokaa kasvavalle väestölle, jota tosin on jo ennestäänkin liikaa alueen makean veden varoihin nähden.
Riittävyyden turvaamiseksi monilla alueilla on jouduttu ryhtymään rajuihin säästötoimiin käytetyn vesimäärän leikkaamiseksi. Maailmassa on makeaa vettä vielä noin miljoona kuutiokilometriä, mutta sitä ei riitä maailman kasvavalle väestölle ilman uusia keinoja. Riittävyyden turvaamiskeinojen löytämisellä alkaa olla kiire, sillä vuonna 2025 maailmassa arvioidaan olevan kolme miljardia ihmistä enemmän kuin nykyisin. Tällä hetkellä vakavasta vesipulasta kärsivillä alueilla elää noin 470 miljoonaa ihmistä.
Kehitysmaiden kaupunkien asukkaiden riittävän vedensaannin turvaaminen on tämän hetken ja tulevaisuudenkin suurin vesiongelma. Koska kaupungeissa ei ole vedenjakelujärjestelmiä, suurin osa asukkaista joutuu turvautumaan joko erittäin huonolaatuiseen veteen tai ostamaan vetensä kauppiailta, jotka ottavat vedestä jopa satoja dollareita kuutiometriltä. Ainut mahdollisuus ongelmien korjaamiseksi on rakentaa kunnollinen vesihuoltojärjestelmä ja pitää se kunnossa. Kaupunkien tilannetta pahentaa jatkuvasti kasvava väestö ja kaupunkeihin muutto. Yhä useammin ongelmapesäkkeeksi muodostuvat kehitysmaiden suurkaupunkien laitamilla olevat hökkelikylät eli slummit, joiden asukkailla ei yleensä ole kelvollista ja varmaa vesilähdettä, vaan he joutuvat tyytymään huonolaatuiseen veteen tai "konnamaisten" vedenmyyjien erittäin kalliiseen veteen.
Riittävyyden turvaamiseksi myös tulevaisuudessa insinöörit ehdottavat aina vain suurempia vesirakennusprojekteja, jotka ovat usein myös hintavia suhteessa rakentajamaan talouteen. Lähinnä rannikkoalueilla, joilla muutkin vedenhankintakeinot ovat kalliita, on käytössä joitakin menetelmiä meriveden muuntamiseksi makeaksi vedeksi. Koska menetelmät tulevat kalliiksi niiden suuren energiantarpeen vuoksi, niitä ei käytetä kuin Saudi-Arabiassa ja joillakin alueilla Kaliforniassa. Koska napajäätiköissä on suurin osa maailman makean veden varoista, on harkittu jäävuorien kuljettamista kuivuudesta kärsiville alueille, mutta nykytekniikalla sekin tulisi aivan liian kalliiksi. Itse operaation toteutuskin olisi ilmeisestikin turhan vaikeaa, vaikkei kustannuspuoli ongelmia aiheuttaisikaan.
Tulvavesiä voitaisiin ainakin jossain määrin hyödyntää vesivarantojen täyttäjinä, mutta ongelmaksi noussee toteutus, sillä tällöin putkistoihin pitäisi johtaa valtavia vesimääriä. Putkien täytyisi olla aivan valtavia kooltaan ja lisäksi tarvittaisiin pumppuja sekä energiaa pumppaukseen. Sieltä missä vettä riittää, voitaisiin siirtää vettä ongelma-alueille joko putkia pitkin tai laivoilla kuten öljyä. Molempia menetelmiä tullaan tarvitsemaan, mutta veden kuljetus laivoilla tulee todennäköisesti halvemmaksi ja se on myös helpompaa.
Öljyvarantojen huvetessa vanhoja öljytankkereita voidaan muuntaa veden kuljetuksiin sopiviksi, ja lisäksi aluksia voidaan helposti rakentaa lisää ilman uutta teknologiaa. Näillä keinoilla voidaan varmistaa veden riittävyys joksikin aikaa - toivottavasti kunnes vesiongelma on ratkaistu edes tyydyttävästi. Maailmassa oli 1980-luvun lopulla 1,3 miljardia ihmistä ilman puhdasta vettä ja nykyisin heitä on 1,1 miljardia. Ennusteiden mukaan vesipulasta kärsivillä alueilla elävien ihmisten määrä nousee kolmeen miljardiin vuoteen 2025 mennessä. Monilla vesipulasta kärsivillä alueilla ihmiset käyttävät kaiken veden mitä lähialueilta löytävät, eivätkä nämä vesilähteet ole laadukkaita vaan pikemminkin surkeita. YK:ssa on puolittaa ilman saniteettipalveluja ja puhdasta vettä olevien ihmisten määrä vuoteen 2015 mennessä.
YK:n kehitysohjelman UNDP:n mukaan (2006) jokaisella asukkaalla tulisi olla vähintään 20 litraa puhdasta vettä päivässä.
Hyvän elämänlaadun ylläpitoon, mikä on kylläkin suhteellinen käsite, tarvitaan YK:n suosituksen mukaan kahdeksankymmentä litraa vettä päivässä. Vettä säästetään monin eri tavoin. Merkittäviä säästöjä saadaan myös aikaan huolehtimalla vedenjakelujärjestelmien ja vedenkäyttäjien vesikalusteiden kunnosta sekä päivittämällä aika ajoin vesihuoltojärjestelmiä. Järeimpiä toimia ovat käyttörajoitukset eli säännöstely, joista mainittakoon uima-altaiden täyttökiellot Kaliforniassa ja nurmikonkastelukielto Etelä-Englannissa. Mutta onneksi vedenkäyttäjät ovat usein itse tajunneet mitä vedenkäytön jatkamisesta entiseen malliin seuraisi ja muuttaneet vedenkäyttötapojaan.
Teollisuus säästää vettä kierrättämällä sitä eli käyttämällä samaa vettä useamman kerran samoihin prosesseihin, sillä useimmiten vesi ei kulu prosessissa, vaan sitä käytetään lähinnä jäähdyttämiseen. Tällä tavoin saadaan nostettua tuottavuutta sisään otettua vesikuutiometriä kohti. Veden säästämiseen innostaa myös veden hinnoittelu sen todellista arvoa vastaavaksi nykyisten "polkuhintojen" sijaan. Säästöjä saadaan aikaan myös valistuksella ja huolehtimalla veden jakelujärjestelmien kunnosta, jolloin vettä ei mene vuotojen mukana hukkaan. Singaporessa, missä vedenkäyttö kasvoi yli kaksi kertaa niin nopeasti kuin väestö 1990-luvun alkupuolella, leikattiin kadonneen veden osuus kymmeneen prosenttiin vuotojen korjaamisen avulla sekä edistettiin vedensäästöä yleisellä valistuksella ja korkeammilla hinnoilla.
Mikäli pohjavesivarannot ehtyvät liikaa niin varanto saatetaan menettää, kun varannon maaperä menettää kuivuessaan pysyvästi veden imemiskykynsä. Tämä uhka koskettaa lähinnä vanhoja, muutenkin hitaasti uusiutuvia pohjavesivarantoja, jotka ovat syntyneet satojen tai tuhansien vuosien kuluessa ja tunnetaan myös nimellä "fossiiliset" pohjavesivarat. Muita seurauksia liikakäytöstä ovat tietystikin veden loppuminen sekä esimerkiksi meriveden tunkeutuminen pohjavesikerrostumiin. Intiassa, Madrasissa, merivesi on tunkeutunut kymmenen kilometrin päähän rannasta pilaten vesivarannot alueen pohjavesivarojen liikakäytön vuoksi. Meriveden tunkeutuminen maanalaisiin vesivarantoihin saattaa pilata pienillä saarilla kaikki makean veden varat. Lisäksi tulee tietysti veden väheneminen ja sitä myötä loppuminen, mutta veden vähetessä varanto voidaan vielä pelastaa oikeilla toimenpiteillä.
USAn vilja-aitassa Keskilännessä, Nebraskan ja Teksasin välisellä alueella, on suuri mutta hyvin hitaasti uusiutuva pohjavesivaranto, Ogallalan akviferi. Tätä varantoa pidettiin rajattomana kunnes huomattiin veden pinnan laskeneen paikoin yli kolmekymmentä metriä. Viljelijät ymmärsivät tilanteen ja muuttivat viljelymenetelmiään vähävetisiksi ja nyt tilanne ainakin toistaiseksi näyttää olevan hallinnassa ja akviferi tasapainossa. Pohjaveden pinta on laskussa suurimmassa osassa kehitysmaita sekä joillakin alueilla länsimaissakin. Kiinassa pohjavesi laskee miltei kaikkialla ja viljelijät menettävät osan käytettävissään olevasta vedestä teollisuudelle ja kotitalouksille, Pekingin lähellä pohjaveden pinta laski 1990-luvun puolivälissä 1–2 metriä vuodessa. Jotkin historiallisesti merkittävät ja eräät muutkin alueet vajoavat pohjavesivarantojen pinnan laskiessa uusiutumisnopeuden ylittävän käytön vuoksi, kuten Mexico Cityn läheisyydessä ja Bangkokin alapuolella on jo tapahtunut. Yhdysvaltain lounaisosassa, Phoenixin itäpuolella Arizonassa, pohjaveden pinta on laskenut yli 120 metriä ja New Mexicossa eräällä alueella pohjaveden pinnan ennustetaan laskevan vielä noin 20 metriä, mikäli vedenotto jatkuu nykyisellään; tiedot ovat Maailman tila 1996 -raportista.
Kaupunkien tai maatalouden vedenpuutteen lisäksi kuivuneilta alueilta saattaa kulkeutua lähialueille pieniä alle kymmenen mikrometrin kokoisia hiukkasia, jotka tunnetaan nimellä PM10 ja joihin voi tarttua saasteita ilmasta. Nämä hiukkaset voivat kulkeutua hengityksen mukana keuhkorakkuloihin asti. PM10-pölyä esiintyy Los Angelesin ympäristössä ja itse kaupungissakin, koska Owens Lake on ollut vuodesta 1924 rutikuiva suolatasanko liiallisen vedenoton vuoksi. Onneksi ongelma yritetään ratkaista vedenottoa vähentämällä vedenpinnan nostamiseksi sekä sitomalla pohjasedimentti paikoilleen sora- ja kasvipeitteen avulla.
Kansainväliset vesiprojektit ovat ainoa keino turvata puhtaan veden riittävyys myös tulevaisuudessa. Kansainvälisellä vesihuollon vuosikymmenellä (1981-1990) oli tarkoitus turvata puhdas vesi ja vettä pilaamattomat käymälät kaikille vuosikymmenen loppuun mennessä. Tavoite jäi saavuttamatta ilmeisesti rahan puutteen vuoksi. Vesiprojektien tarkoituksena on myös saada autettavan maan hallitus kiinnostumaan asiasta, jolloin tavoitteet saadaan todennäköisemmin toteutettua. Malawi on hyvä esimerkki maasta, joka saa vesiasiansa kuntoon kansallisen vesihuoltoprojektin ansiosta. Vesiprojekti ei voi onnistua mikäli rakennetaan vain jakelujärjestelmä eikä anneta lainkaan valistusta oikeanlaisesta veden säilytyksestä ja järjestelmän käytöstä. Ennen kuin projekti voidaan aloittaa täydessä mittakaavassaan täytyy joitakin alueen ihmisiä kouluttaa järjestelmien käyttöön ja muihinkin vesihuollollisiin tehtäviin, sillä alueen asukkaat kuuntelevat samalta alueelta kotoisin olevia paremmin kuin vieraita ihmisiä.
Vuodesta 1993 saakka on vietetty kansainvälistä veden päivää vuosittain vaihtuvan teeman merkeissä. Kansainvälisen veden päivän tarkoitus on saattaa maailman vesitilanne yleiseen tietoon ja kertoa, mitä asioiden hyväksi voidaan tehdä. Veden päivän aktiviteeteistä ovat vastanneet aina YK:n alajärjestöt. YK on julistanut vuoden 2003 makean veden vuodeksi Tadžikistanin aloitteesta ja aikaisemmatkin teema-ajanjaksot ovat olleet YK:ssa sovittuja. Miltei kaikkien vesiprojektien tavoitteet ovat jääneet joko kokonaan tai osittain toteutumatta pääasiassa rahan puutteen vuoksi. Euroopassa alkoholiin kuluu 105 miljardia ja jäätelöön 11 miljardia dollaria sekä Euroopassa ja Yhdysvalloissa 17 miljardia dollaria tupakkaan vuosittain, mikä on noin kymmenkertaisesti sen verran, mitä tarvittaisiin puhtaan veden ja kunnollisten käymälöiden turvaamiseksi kaikille.
Pohjaveden laadun ja käyttökelpoisuuden kannalta pahin uhka on laajamittainen maa-aineksen otto pohjaveden muodostumisalueella. Lisäksi on monia muita uhkatekijöitä, jotka voivat tehdä pohjaveden käyttökelvottomaksi. Pohjavedet voivat saastua myös ihmisen toiminnan vuoksi: mahdollisia saastuttajia ovat mikrobit, kemikaalit, lannoitteet sekä radioaktiiviset aineet. Suolaantuminen on vasta 1980-luvun lopulla havaittu pohjavesiongelma, jonka syynä on teiden suolauksessa käytettävän suolan valuminen pohjavesiin. Tämä ongelma on jo melko hyvin hallinnassa, ja parempia ratkaisuja etsitään koko ajan. Monet kehitysmaiden suurista joista toimivat yleisinä viemäreinä eli käymäläjätteet ja teollisuuden jätevedet lasketaan niihin suoraan, jolloin joki ei ole enää turvallinen juomavesivaranto.
Öljy ja muut myrkyt ovat olleet esillä saastuttavan luonteensa takia. Aiemmin näitä aineita kipattiin huoletta veteen ja maahan, sillä niitä ei pidetty vaarallisina. Maailmalla on paljastunut tapauksia, joissa pohjavesi on pilaantunut muutamia vuosikymmeniä ennen tapauksen paljastumista alueelle haudatun kemikaalijätteen vuoksi. Myrkyllisten kemikaalien hautaaminen maaperään on osoittautunut aikapommiksi, joka laukeaa kymmenien vuosien kuluttua hautaamisesta saastuttaen alueen pohjavesivarat käyttökelvottomiksi ainakin sadoiksi vuosiksi.
Joet, järvet ja meret kerrostavat kaiken ylimääräisen pohjasedimenttiinsä, josta voi, tosin lähinnä ihmisen toiminnan seurauksena, vapautua saasteita tekemään tuhojaan ekosysteemeille ja muille vesivaroille. Kaikkein pahin uhka on kuitenkin veden liikakäyttö uusiutumisnopeuteen nähden. Vesistöt myös rehevöityvät ja happamoituvat, joten samat tekijät ovat saastuttamassa juomavesivarojakin, mutta pohjavedet ovat näiltä tekijöiltä melko hyvin suojassa. Rehevöityminen ilmenee kasvillisuuden lisääntymisenä ja sen syynä on ravinnekuormitus, kun taas happamoituminen ilmenee veden pH:n alenemisena ja sen syynä ovat lähinnä teollisuuden päästöt, muun muassa rikin ja typen oksidit, jotka muodostavat veden kanssa kosketuksiin joutuessaan happoa. Maaperän happamoituessa pohjaveteen voi liueta maaperästä metalleja ja ravinteita.
Tehomaatalous on tuonut vesivaroille uusia uhkatekijöitä, kuten liiallinen lannoitus ja sitä myötä vesivarojen laadun heikkeneminen. Muun muassa Tanskassa ja Ranskassa vesivarojen nitraattipitoisuudet ovat nousseet liian suuriksi. Erilaisilla rajoituksilla pyritään vähentämään myrkkyjen ja lannoitteiden imeytymistä pohjavesiä pilaamaan.
Paikoin jo muutenkin huonossa kunnossa olevia ja erityisesti saastumisherkkiä vesivarojamme on varjeltava entistä tarkemmin kuin ennen, mikäli aiomme säilyttää ne käyttökelpoisina. Ihmisen ahneus on jo aiheuttanut muutaman vakavan onnettomuuden. Erityisesti yhä lisääntyvät öljynkuljetukset ovat nousseet merkittäväksi vaaratekijäksi vesivarojemme käyttökelpoisuutta kohtaan, mitä huonokuntoiset alukset vielä pahentavat entisestään. Erilaiset vesihuoltoprojektit kehitysmaissa parantavat puhtaan veden saantimahdollisuuksia eliminoimalla mahdollisia saastumislähteitä poistaen samalla saastumisuhan alueen niukoilta vesivaroilta. Vesivarantojen käytön estävät ilmiöt pystytään estämään ainakin osittain mikäli resursseja ja tahtoa hankkeeseen riittää.
Maailman vesivaroja ja niihin liittyviä ongelmia tutkitaan ympäri maailmaa. Tämän tutkimusalan nimi on hydrologia ja siinä käytetään apuna lähes kaikkia nykyisin olemassa olevia tutkimusmenetelmiä. Satelliitti- ja ilmakuvista voidaan seurata veden pinnan ja vesistön koon vaihtelua sekä levätilannetta ja lisäksi satelliiteilla ja lentokoneilla seurataan, ettei kukaan saastuta vesistöä. Veden laatua seurataan vesinäytteistä, joita otetaan joka puolelta vesistöä. Nasa on tärkeimpiä vesivarojen tutkijoita. Suomessa maailman vesivaroja tutkitaan muun muassa Helsingin teknillisessä korkeakoulussa. Veden määrää koskevat luvut ovat aina arvioita, jotka on tehty monien tietolähteiden avulla ja siksi ne vaihtelevat hieman eri lähteiden välillä.
Koska vettä tarvitaan kaikilla sektoreilla, YK:ssa veteen liittyviä asioita hoidetaan sektorikohtaisesti omissa alajärjestöissään. Vesiongelmien ratkaisemiseksi tarvitaan monien eri tutkimusalojen yhteistyötä, ei siis vain vesirakennustekniikan tutkimusta ja hyödyntämistä. Usein Worldwatch-instituutin vuosittaisissa Maailman tila -raporteissa on käsitelty vesiasioita ja lisäksi tämä instituutti seuraa vesivarojen tilanteen kehitystä seuratessaan maailman tilan kehitystä. Tutkimuksen perimmäisenä tavoitteena on tietystikin vesiongelmien ratkaiseminen.
Ennen vesirakennusprojektin toteuttamista pitää arvioida sen vaikutukset lähialueisiin ja vesistön ekosysteemeihin. Näin ei monessakaan kehitysmaassa tehdä. Lähinnä entisistä kommunistimaista löytyy paljon esimerkkejä siitä, miten alueelle ja sen luonnolle on käynyt suurten vesirakennusprojektien toteuttamisen jälkeen. Pahin näistä tapauksista on kuivuva, mutta kenties pelastettavissa oleva Araljärvi.
Miltei kaikkien vesirakennusprojektien tarkoituksena on ja on ollut varmistaa kasteluveden saanti sekä energiantuotanto ja estää tulvia. Vesirakentamisella on kuitenkin myös haittapuolia. Padot peittävät suuren maa-alueen alleen ja pysäyttävät hedelmällisen lietteen matkan alajuoksulle, jolloin padon alla sijaitsevat pellot köyhtyvät ja joudutaan siirtymään keinolannoitteisiin. Padot vaikuttavat myös ekosysteemeihin esimerkiksi hankaloittamalla vaelluskalojen matkantekoa. Vesirakennusprojektista on kuitenkin hyötyä koko alueelle, mikäli sen ympäristö- ja muut vaikutukset on otettu huomioon asiaan kuuluvalla tavalla.
Suuret vedensiirto-operaatiot ovat vedenottoalueen kannalta riskialttiita, eikä niiden vaikutuksista kyetä saamaan varmaa tietoa. Lisäksi veden pumppaukseen tarvitaan todella paljon energiaa. Pähkähullujakin hankkeita on esitetty, mutta ne ovat yleensä kaatuneet taloudellisiin seikkoihin ja yhteiskunnan tilaan. Esimerkiksi 80-luvulla Neuvostoliitossa aiottiin kääntää Siperian suurten jokien laskusuunnat, jotta puuvillan viljelyn tarpeisiin saataisiin lisää kasteluvettä.
Vesivarojen laatua tuolloin tutkinut UNESCO totesi vuonna 2003 Suomen vesivarojen laadun maailman parhaaksi. Juomavesivarat ovat pääosin pohjavettä, mutta monet kunnat ja kaupungit käyttävät myös pintavesiä talousvetenä. Runsaista vesivaroista huolimatta asutuskeskusten vedensaannin turvaamiseksi on jouduttu suuriinkin operaatioihin, kuten pääkaupunkiseutua palveleva Päijänne-tunneli. Tärkeimmät pohjavesialueet sijaitsevat Salpausselillä ja pitkittäisharjuilla. Käytössä on tällä hetkellä noin kolme prosenttia jatkuvasti uusiutuvista vesivaroista. Suurin vedenkäyttäjä Suomessa on teollisuus. Suomalaiset kuluttavat vettä vuorokaudessa keskimäärin 155 litraa per asukas.
Joillakin alueilla vesivarantojen vesi ei täytä juomavedelle asettuja kriteerejä, ja on jouduttu antamaan käyttörajoituksia terveyshaittojen ehkäisemiseksi. Suomen pohjavesivarannot on kartoitettu ja kartoituksen tuloksena on laadittu kuntakohtainen kartasto. Koska pohjavedet ovat juomavedensaannin kannalta tärkeitä, niitä suojellaan hyvin. Suojelutoimien perustana on esiintymän käyttöaste eli kuinka moni käyttää varannon vettä.
Vesivarojen kunto on hyvä vesiensuojelun ansiosta. Vesiensuojelu merkitsee muun muassa torjunta-aineiden ja lannoitteiden käytön rajoittamista tai kieltämistä vesivarojen kannalta tärkeillä alueilla. Maaseudulla kaivot ovat usein peltojen keskellä joten maanviljelyn niihin kohdistamia haittoja pyritään estämään suojavyöhykkein ja jakamalla tietoa kaivojen suojaamisesta. Uudella jätevesilainsäädännöllä pyritään suojelemaan vesivaroja valumavesiltä entistä paremmin tiukentamalla käsittelyvaatimuksia. Pohjavedet ovat usein saastuneita alueilla, joilla maaperäkin on saastunut. Suomessa ongelmia aiheuttavat muun muassa lukuisten vanhojen saha-alueiden kloorifenolit, jotka pilaavat pohjaveden käyttökelvottomaksi.
Pohjaveden suolaantumisuhka on saatu hallintaan vähentämällä teiden suolausta ja tiesuolalle kehitetään korvaavia aineita, jotka tosin toistaiseksi ovat liian kalliita suurmittaiseen käyttöön. Tällä hetkellä Suomessa on monia alueita, joilla kärsitään vesipulasta, kuten Raision kaupunki. Vesipulan syynä ovat viime kesän ja syksyn ennätysvähäiset sateet ja ongelma paisunee vielä nykyistäkin pahemmaksi, jolloin veden riittävyyden turvaamiseksi tarvitaan säännöstelyä. Pohjaveden pintakin on alhaalla huomattavasti ajankohdan keskiarvoa alempana olevien jokien ja järvien pintojen lisäksi ja jokien virtaamat ovat tipahtaneet paikoitellen vain kahteentoista prosenttiin ajankohdan keskiarvosta pinnan laskun myötä.
Yleensä Suomessa kaivot eivät kuivu, ellei niitä ole rakennettu huonoihin paikkoihin, mutta viime kesän kuivuuden vuoksi joillakin alueilla joudutaan ja on jouduttu turvautumaan kallioperässä olevaan pohjaveteen porakaivojen myötä tavallisten kaivojen kuivuttua. Palokunnat joutuvat kuljettamaan monilla alueilla vettä kuivuneisiin kaivoihin. Varsinaisiin vedenkäyttörajoituksiin ei Suomessa ole vielä jouduttu turvautumaan, mutta paikoitellen on veden säästämiseksi kielletty luistelukenttien jäädyttäminen vesijohtoverkoston vedellä.