Tài nguyên nước

Tài nguyên nước là các nguồn nước mà con người sử dụng hoặc có thể sử dụng vào những mục đích khác nhau. Nước được dùng trong các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, dân dụng, giải trí và môi trường. Hầu hết các hoạt động trên đều cần nước ngọt.
50% nước trên Trái Đất là nước muối, 50% còn lại là nước ngọt nhưng gần hơn 2/3 lượng nước này tồn tại ở dạng sông băng và các mũ băng ở các cực. Phần còn lại không đóng băng được tìm thấy chủ yếu ở dạng nước ngầm, và chỉ một tỷ lệ nhỏ tồn tại trên mặt đất và trong không khí.
Nước ngọt là nguồn tài nguyên tái tạo, tuy vậy mà việc cung cấp nước ngọt và sạch trên thế giới đang từng bước giảm đi. Nhu cầu nước đã vượt cung ở một vài nơi trên thế giới, trong khi dân số thế giới vẫn đang tiếp tục tăng làm cho nhu cầu nước càng tăng. Sự nhận thức về tầm quan trọng của việc bảo vệ nguồn nước cho nhu cầu hệ sinh thái chỉ mới được lên tiếng gần đây. Trong suốt thế kỷ 20, hơn một nửa các vùng đất ngập nước trên thế giới đã bị biến mất cùng với các môi trường hỗ trợ có giá trị của chúng. Các hệ sinh thái nước ngọt mang đậm tính đa dạng sinh học hiện đang suy giảm nhanh hơn các hệ sinh thái biển và đất liền. Chương trình khung trong việc định vị các nguồn tài nguyên nước cho các đối tượng sử dụng nước được gọi là quyền về nước ("water rights").
Các nguồn nước ngọt.
Nước mặt.
Nước mặt là nước trong sông, hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập nước. Nước mặt được bổ sung một cách tự nhiên bởi giáng thủy và chúng mất đi khi chảy vào đại dương, bốc hơi và thấm xuống đất.
Lượng giáng thủy này được thu hồi bởi các lưu vực, tổng lượng nước trong hệ thống này tại một thời điểm cũng tùy thuộc vào một số yếu tố khác. Các yếu tố này như khả năng chứa của các hồ, vùng đất ngập nước và các hồ chứa nhân tạo, độ thấm của đất bên dưới các thể chứa nước này, các đặc điểm của dòng chảy mặn trong lưu vực, thời lượng giáng thủy và tốc độ bốc hơi địa phương. Tất cả các yếu tố này đều ảnh hưởng đến tỷ lệ mất nước.
Các hoạt động của con người có thể tác động lớn hoặc đôi khi phá vỡ các yếu tố này. Con người thường tăng khả năng trữ nước bằng cách xây dựng các bể chứa và giảm trữ nước bằng cách tháo khô các vùng đất ngập nước. Con người cũng làm tăng lưu lượng và vận tốc của dòng chảy mặt ở các khu vực lát đường và dẫn nước bằng các kênh.
Tổng lượng nước tại một thời điểm là vấn đề cần quan tâm. Một số đối tượng sử dụng nước có nhu cầu nước theo vụ. Ví dụ, trong mùa hè cần rất nhiều nước để phục vụ cho nông nghiệp hoặc phát điện nhưng trong mùa mưa thì không cần nước, vì vậy để cung cấp nước tốt cho mùa hè thì cần một hệ thống trữ nước trong suốt năm và xả nước trong một khoảng thời gian ngắn. Các đối tượng sử dụng nước khác có nhu cầu dùng nước thường xuyên như nhà máy điện cần nguồn nước để làm lạnh. Để cung cấp nước cho các nhà máy điện, hệ thống nước mặt chỉ cần đủ trong các bể chứa khi dòng chảy trung bình nhỏ hơn nhu cầu nước của nhà máy.
Nước mặt tự nhiên có thể được tăng cường thông qua việc cung cấp từ các nguồn nước mặt khác bởi các kênh hoặc đường ống dẫn nước. Cũng có thể bổ cấp nhân tạo từ các nguồn khác được liệt kê ở đây, tuy nhiên, số lượng không đáng kể. Con người có thể làm cho nguồn nước "cạn kiệt" (với nghĩa không thể sử dụng) bởi ô nhiễm.
Brasil được đánh giá là quốc gia có nguồn cung cấp nước ngọt lớn nhất thế giới, sau đó là Nga và Canada.
Dòng chảy ngầm.
Trên suốt dòng sông, lượng nước chảy về hạ nguồn thường bao gồm hai dạng là dòng chảy trên mặt và chảy thành dòng ngầm trong các đá bị nứt nẻ (không phải nước ngầm) dưới các con sông. Đối với một số Thung lũng lớn, yếu tố không quan sát được này có thể có lưu lượng lớn hơn rất nhiều so với dòng chảy mặt. Dòng chảy ngầm thường hình thành một bề mặt động lực học giữa nước mặt và nước ngầm thật sự. Nó nhận nước từ nguồn nước ngầm khi tầng ngậm nước đã được bổ cấp đầy đủ và bổ sung nước vào tầng nước ngầm khi nước ngầm cạn kiệt. Dạng dòng chảy này phổ biến ở các khu vực karst do ở đây có rất nhiều hố sụt và dòng sông ngầm.
Nước ngầm.
Nước ngầm là một dạng nước dưới đất, là nước ngọt được chứa trong các lỗ rỗng của đất hoặc đá. Nó cũng có thể là nước chứa trong các tầng ngậm nước bên dưới mực nước ngầm. Đôi khi người ta còn phân biệt nước ngầm nông, nước ngầm sâu và nước chôn vùi.
Nước ngầm cũng có những đặc điểm giống như nước mặt như: nguồn vào (bổ cấp), nguồn ra và chứa. Sự khác biệt chủ yếu với nước mặt là do tốc độ luân chuyển chậm (dòng thấm rất chậm so với nước mặt), khả năng giữ nước ngầm nhìn chung lớn hơn nước mặt khi so sánh về lượng nước đầu vào. Sự khác biệt này làm cho con người sử dụng nó một cách vô tội vạ trong một thời gian dài mà không cần dự trữ. Đó là quan niệm sai lầm, khi mà nguồn nước khai thác vượt quá lượng bổ cấp sẽ là cạn kiệt tầng chứa nước và không thể phục hồi.
Nguồn cung cấp nước cho nước ngầm là nước mặt thấm vào tầng chứa. Các nguồn thoát tự nhiên như suối và thấm vào các đại dương.
Nguồn nước ngầm có khả năng bị nhiễm mặn cách tự nhiên hoặc do tác động của con người khi khai thác quá mức các tầng chứa nước gần biên mặn/ngọt. Ở các vùng ven biển, con người sử dụng nguồn nước ngầm có thể làm co nước thấm vào đại dương từ nước dự trữ gây ra hiện tượng muối hóa đất. Con người cũng có thể làm cạn kiệt nguồn nước bởi các hoạt động làm ô nhiễm nó. Con người có thể bổ cấp cho nguồn nước này bằng cách xây dựng các bể chứa hoặc các đại dương lớn
Nước băng.
Một số kế hoạch đã được đề xuất để sử dụng các tảng băng trôi làm nguồn nước, tuy nhiên cho đến nay điều này mới chỉ được thực hiện cho mục đích nghiên cứu. Dòng chảy sông băng được coi là nước bề mặt.
Himalayas, thường được gọi là "Nóc nhà của thế giới", chứa một số khu vực có độ cao lớn và gồ ghề nhất trên Trái đất cũng như khu vực sông băng và băng vĩnh cửu lớn nhất bên ngoài hai cực. Mười trong số các con sông lớn nhất châu Á chảy từ đó và hơn một tỷ sinh kế của người dân phụ thuộc vào chúng. Làm phức tạp thêm vấn đề, nhiệt độ ở đó đang tăng nhanh hơn mức trung bình toàn cầu. Ở Nepal, nhiệt độ đã tăng 0,6 độ C trong thập kỷ qua, trong khi trên toàn cầu, Trái đất đã ấm lên khoảng 0,7 độ C trong một trăm năm qua. [5]
Khử muối.
Bài chi tiết: "Khử muối"
Khử muối là một quá trình nhân tạo trong đó nước mặn (thường là nước biển) được chuyển thành nước ngọt. Các quá trình khử muối phổ biến nhất là chưng cất và thẩm thấu ngược. Quá trình khử muối hiện đang rất đắt so với hầu hết các nguồn nước thay thế, và chỉ một phần rất nhỏ trong tổng số nhu cầu sử dụng của con người được đáp ứng bằng cách khử muối. Nó thường chỉ thiết thực về mặt kinh tế đối với các mục đích sử dụng có giá trị cao (chẳng hạn như sử dụng trong gia đình và công nghiệp) ở các khu vực khô cằn. Tuy nhiên, có sự phát triển trong khử muối cho nông nghiệp và các khu vực đông dân cư như Singapore hoặc California. [Cần dẫn nguồn] Việc sử dụng rộng rãi nhất là ở Vịnh Ba Tư.
Sử dụng nước.
Nông nghiệp.
Người ta ước tính rằng 70% lượng nước trên toàn thế giới được sử dụng để tưới tiêu, với 15–35% lượng nước tưới tiêu bị rút là không bền vững. [6] Cần khoảng 2.000 - 3.000 lít nước để tạo ra đủ thực phẩm đáp ứng nhu cầu ăn uống hàng ngày của một người. [7] Đây là một lượng đáng kể, khi so sánh với lượng cần thiết để uống, tức là từ hai đến năm lít. Để sản xuất lương thực cho hơn 7 tỷ người đang sinh sống trên hành tinh ngày nay, đòi hỏi nước phải lấp đầy một con kênh sâu 10 mét, rộng 100 mét và dài 2100 km.
Thiếu nước tăng.
Bài chi tiết: "thiếu nước"
Xem thêm: "Tình trạng khan hiếm nước ở Châu Phi"
Khoảng năm mươi năm trước, quan niệm chung cho rằng nước là một nguồn tài nguyên vô hạn. Vào thời điểm đó, có ít hơn một nửa số người hiện tại trên hành tinh. Mọi người không giàu có như ngày nay, tiêu thụ ít calo hơn và ăn ít thịt hơn, vì vậy cần ít nước hơn để sản xuất thực phẩm của họ. Họ yêu cầu một phần ba lượng nước mà chúng ta hiện nay lấy từ các con sông. Ngày nay, sự cạnh tranh về nguồn nước khốc liệt hơn rất nhiều. Điều này là do hiện nay có tám tỷ người trên hành tinh, việc tiêu thụ thịt và rau quả khát nước của họ đang tăng lên và ngày càng có nhiều sự cạnh tranh đối với nước từ công nghiệp, cây nhiên liệu sinh học ở đô thị hóa và các mặt hàng thực phẩm phụ thuộc vào nước. Trong tương lai, thậm chí sẽ cần nhiều nước hơn để sản xuất thực phẩm vì dân số Trái đất được dự báo sẽ tăng lên 9 tỷ người vào năm 2050. [8] Thêm 2,5 hoặc 3 tỷ người, chọn ăn ít ngũ cốc hơn và có thể thêm nhiều thịt và rau thêm năm triệu km đến con kênh ảo nói trên.
Một đánh giá về quản lý nước trong ngành nông nghiệp đã được thực hiện vào năm 2007 bởi Viện Quản lý Nước Quốc tế ở Sri Lanka để xem liệu thế giới có đủ nước để cung cấp thực phẩm cho dân số ngày càng tăng. [9] Nó đánh giá sự sẵn có hiện tại của nước cho nông nghiệp trên quy mô toàn cầu và vạch ra các địa điểm đang bị khan hiếm nước. Kết quả cho thấy 1/5 dân số thế giới, hơn 1,2 tỷ người, sống ở các khu vực thiếu nước, nơi không có đủ nước để đáp ứng mọi nhu cầu. Hơn 1,6 tỷ người sống trong các khu vực kinh tế khan hiếm nước, nơi mà việc đầu tư vào nước thiếu hoặc không đủ nhân lực khiến chính quyền không thể đáp ứng nhu cầu về nước. Bên cạnh đó, 1/3 dân số thế giới không được sử dụng nước sạch, tức hơn 2,3 tỷ người. Báo cáo cho thấy rằng có thể sản xuất lương thực cần thiết trong tương lai, nhưng việc tiếp tục sản xuất lương thực ngày nay và xu hướng môi trường sẽ dẫn đến khủng hoảng ở nhiều nơi trên thế giới. Để tránh khủng hoảng nước toàn cầu, nông dân sẽ phải cố gắng tăng năng suất để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về lương thực, trong khi ngành công nghiệp và các thành phố tìm cách sử dụng nước hiệu quả hơn. [10]
Ở một số khu vực trên thế giới, tưới tiêu là cần thiết để trồng bất kỳ loại cây trồng nào, ở những khu vực khác, nó cho phép trồng các loại cây có lợi hơn hoặc nâng cao năng suất cây trồng. Các phương pháp tưới khác nhau liên quan đến sự đánh đổi khác nhau giữa năng suất cây trồng, lượng nước tiêu thụ và chi phí vốn của thiết bị và công trình. Các phương pháp tưới như tưới phun theo rãnh và tưới phun trên cao thường ít tốn kém hơn nhưng cũng thường kém hiệu quả hơn, do phần lớn nước bốc hơi, chảy ra hoặc thoát xuống dưới vùng rễ. Các phương pháp tưới khác được coi là hiệu quả hơn bao gồm tưới nhỏ giọt hoặc nhỏ giọt, tưới tăng áp và một số loại hệ thống tưới phun trong đó các vòi phun được vận hành gần mặt đất. Những loại hệ thống này, mặc dù đắt hơn, thường mang lại tiềm năng lớn hơn để giảm thiểu dòng chảy, thoát nước và bốc hơi. Bất kỳ hệ thống nào được quản lý không đúng cách đều có thể gây lãng phí, tất cả các phương pháp đều có tiềm năng mang lại hiệu quả cao trong điều kiện thích hợp, thời điểm và quản lý tưới thích hợp. Một số vấn đề thường không được xem xét đầy đủ là nhiễm mặn nước ngầm và tích tụ chất gây ô nhiễm dẫn đến suy giảm chất lượng nước.
Khi dân số toàn cầu tăng lên và khi nhu cầu về lương thực tăng lên trong một thế giới có nguồn cung cấp nước cố định, thì có những nỗ lực đang được tiến hành để học cách sản xuất nhiều lương thực hơn với ít nước hơn, thông qua những cải tiến trong phương pháp tưới tiêu [11] [12] và công nghệ, quản lý nước nông nghiệp, các loại cây trồng và giám sát nước. Nuôi trồng thủy sản là một ngành nông nghiệp sử dụng nước nhỏ nhưng đang phát triển. Thủy sản thương mại nước ngọt cũng có thể được coi là mục đích sử dụng nước trong nông nghiệp, nhưng thường được chỉ định mức độ ưu tiên thấp hơn so với thủy lợi (xem Biển Aral và Hồ Kim tự tháp).
Công nghiệp.
Người ta ước tính rằng 22% lượng nước trên toàn thế giới được sử dụng trong công nghiệp. [6] Các nhà máy sử dụng công nghiệp chính bao gồm đập thủy điện, nhà máy nhiệt điện sử dụng nước để làm mát, nhà máy lọc quặng và dầu sử dụng nước trong các quá trình hóa học và các nhà máy sản xuất sử dụng nước làm dung môi. Lượng nước rút có thể rất cao đối với một số ngành, nhưng mức tiêu thụ nói chung thấp hơn nhiều so với ngành nông nghiệp.
Nước được sử dụng trong sản xuất điện tái tạo. Năng lượng thủy điện tạo ra năng lượng từ lực của nước chảy xuống dốc, làm động một tua bin nối với máy phát điện. Thủy điện này là một nguồn năng lượng tái tạo, chi phí thấp, không gây ô nhiễm. Đáng chú ý, thủy điện cũng có thể được sử dụng để phụ tải không giống như hầu hết các nguồn năng lượng tái tạo không liên tục. Cuối cùng, năng lượng trong một nhà máy thủy điện được cung cấp bởi mặt trời. Nhiệt từ mặt trời làm bốc hơi nước, ngưng tụ thành mưa ở độ cao lớn hơn và chảy xuống dốc. Cũng có các nhà máy thủy điện tích năng sử dụng điện lưới để bơm nước lên dốc khi nhu cầu thấp và sử dụng nước dự trữ để sản xuất điện khi nhu cầu cao.
Các nhà máy thủy điện thường yêu cầu tạo ra một hồ nhân tạo lớn. Bốc hơi từ hồ này cao hơn bốc hơi từ sông do diện tích bề mặt tiếp xúc với các nguyên tố lớn hơn, dẫn đến tiêu thụ nước cao hơn nhiều. Quá trình dẫn nước qua tuabin và các đường hầm hoặc đường ống cũng nhanh chóng loại bỏ nước này khỏi môi trường tự nhiên, tạo ra sự rút nước. Tác động của việc rút lui này đối với động vật hoang dã rất khác nhau tùy thuộc vào thiết kế của máy phát điện.
Nước có áp được sử dụng trong máy cắt tia nước và phun nước. Ngoài ra, súng nước áp suất rất cao được sử dụng để cắt chính xác. Nó hoạt động rất tốt, tương đối an toàn và không gây hại cho môi trường. Nó cũng được sử dụng trong việc làm mát máy móc để tránh quá nhiệt hoặc ngăn lưỡi cưa bị quá nhiệt. Đây thường là một nguồn tiêu thụ nước rất nhỏ so với các mục đích sử dụng khác.
Nước cũng được sử dụng trong nhiều quy trình công nghiệp quy mô lớn, chẳng hạn như sản xuất nhiệt điện, lọc dầu, sản xuất phân bón và các nhà máy hóa chất khác, và khai thác khí tự nhiên từ đá phiến sét. Việc thải nước chưa qua xử lý từ các mục đích sử dụng công nghiệp là ô nhiễm. Ô nhiễm bao gồm các chất hòa tan thải ra (ô nhiễm hóa học) và nhiệt độ nước tăng lên (ô nhiễm nhiệt). Ngành công nghiệp đòi hỏi nước tinh khiết cho nhiều ứng dụng và sử dụng nhiều kỹ thuật lọc khác nhau cả trong cấp và xả nước. Hầu hết lượng nước tinh khiết này được tạo ra tại chỗ, từ nước ngọt tự nhiên hoặc từ nước xám của thành phố. Lượng nước tiêu thụ công nghiệp nói chung thấp hơn nhiều so với lượng nước rút, do luật yêu cầu nước xám công nghiệp phải được xử lý và trả lại môi trường. Các nhà máy nhiệt điện sử dụng tháp giải nhiệt có mức tiêu thụ cao, gần bằng lượng nước rút của chúng, vì phần lớn nước rút ra được bay hơi như một phần của quá trình làm mát. Tuy nhiên, việc rút lại thấp hơn trong các hệ thống làm mát một lần.
Sử dụng trong gia đình (hộ gia đình).
Người ta ước tính rằng 8% lượng nước sử dụng trên toàn thế giới là cho mục đích sinh hoạt. [6] Chúng bao gồm nước uống, tắm, nấu ăn, xả toilet, dọn dẹp, giặt giũ và làm vườn. Peter Gleick ước tính nhu cầu nước sinh hoạt cơ bản vào khoảng 50 lít mỗi người mỗi ngày, không bao gồm nước tưới vườn. Nước uống là nước có đủ chất lượng để có thể tiêu thụ hoặc sử dụng mà không có nguy cơ gây hại trước mắt hoặc lâu dài. Nước như vậy thường được gọi là nước uống được. Ở hầu hết các nước phát triển, nước cung cấp cho sinh hoạt, thương mại và công nghiệp đều đạt tiêu chuẩn nước uống mặc dù chỉ có một tỷ lệ rất nhỏ được tiêu thụ hoặc sử dụng trong chế biến thực phẩm.
Giải trí.
Quản lý bền vững tài nguyên nước (bao gồm cung cấp nguồn cung cấp nước uống và tưới tiêu an toàn và đáng tin cậy, vệ sinh đầy đủ, bảo vệ hệ sinh thái thủy sinh và chống lũ lụt) đang đặt ra những thách thức to lớn ở nhiều nơi trên thế giới.
Sử dụng nước cho mục đích giải trí thường là một tỷ lệ rất nhỏ nhưng đang tăng lên trong tổng lượng nước sử dụng. Việc sử dụng nước giải trí chủ yếu gắn liền với các hồ chứa. Nếu một hồ chứa được giữ đầy hơn so với mức bình thường để giải trí, thì nước được giữ lại có thể được phân loại là sử dụng giải trí. Việc xả nước từ một số hồ chứa cũng được tính đến thời điểm để tăng cường hoạt động chèo thuyền trên mặt nước trắng, đây cũng có thể được coi là một cách sử dụng giải trí. Các ví dụ khác là người câu cá, người trượt nước, người đam mê thiên nhiên và người bơi lội.
Việc sử dụng giải trí thường không tiêu tốn. Các sân gôn thường được nhắm mục tiêu là sử dụng quá nhiều nước, đặc biệt là ở những vùng khô hạn hơn. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ liệu việc tưới tiêu giải trí (bao gồm cả vườn tư nhân) có ảnh hưởng đáng kể đến tài nguyên nước hay không. Điều này phần lớn là do không có sẵn dữ liệu đáng tin cậy. Ngoài ra, nhiều sân gôn sử dụng nước thải sơ cấp hoặc nước thải được xử lý riêng, điều này có ít ảnh hưởng đến nguồn nước uống được.
Một số chính phủ, bao gồm cả Chính phủ California, đã coi việc sử dụng sân gôn là hoạt động nông nghiệp nhằm giảm nhẹ cáo buộc của các nhà môi trường về việc lãng phí nước. Tuy nhiên, sử dụng các số liệu trên làm cơ sở, hiệu quả thống kê thực tế của việc phân công lại này gần bằng không. Tại Arizona, một tổ chức vận động hành lang đã được thành lập dưới hình thức Hiệp hội Công nghiệp Golf, một nhóm tập trung vào việc giáo dục công chúng về cách chơi gôn trong môi trường.
Việc sử dụng giải trí có thể làm giảm khả năng cung cấp nước cho những người dùng khác tại những thời điểm và địa điểm cụ thể. Ví dụ, nước được giữ lại trong hồ chứa để cho phép chèo thuyền vào cuối mùa hè không có sẵn cho nông dân trong vụ gieo trồng mùa xuân. Nước thải cho các bè nước trắng có thể không có sẵn để sản xuất thủy điện trong thời gian nhu cầu điện cao nhất.
Môi trường.
Sử dụng nước trong môi trường rõ ràng cũng là một tỷ lệ rất nhỏ nhưng đang tăng lên trong tổng lượng nước sử dụng. Nước môi trường có thể bao gồm nước được lưu trữ trong các bể chứa và được thải ra cho các mục đích môi trường (nước môi trường được giữ lại), nhưng thường là nước được giữ lại trong các đường thủy thông qua các giới hạn quy định về tính trừu tượng. Việc sử dụng nước trong môi trường bao gồm tưới nước cho các vùng đất ngập nước tự nhiên hoặc nhân tạo, các hồ nhân tạo nhằm mục đích tạo môi trường sống cho động vật hoang dã, thang cá và việc xả nước từ các hồ chứa theo thời gian để giúp cá đẻ trứng hoặc để khôi phục các chế độ dòng chảy tự nhiên hơn [14]
Giống như việc sử dụng cho mục đích giải trí, việc sử dụng môi trường là không tiêu hao nhưng có thể làm giảm khả năng cung cấp nước cho những người sử dụng khác tại những thời điểm và địa điểm cụ thể. Ví dụ, việc xả nước từ hồ chứa để giúp cá đẻ trứng có thể không có sẵn cho các trang trại ở thượng nguồn và nước được giữ lại trong một con sông để duy trì sức khỏe đường thủy sẽ không có sẵn cho những người khai thác nước ở hạ lưu.
Áp lực nước.
Bài chi tiết: Thiếu nước
Ý tưởng của áp lực nước là tương đối đơn giản: theo Hội đồng Doanh nghiệp Thế giới về Phát triển Bền vững, nó áp dụng cho những trường hợp ở nơi có không đủ nước cho tất cả, cho dù là nông nghiệp, công nghiệp hay trong nước. Tuy nhiên, việc xác định các ngưỡng chịu áp lực về lượng nước sẵn có trên đầu người phức tạp hơn, kéo theo các giả định về việc sử dụng nước và hiệu quả của nó. Tuy nhiên, người ta đã đề xuất rằng khi lượng nước ngọt tái tạo bình quân đầu người hàng năm ít hơn 1.700 mét khối, các quốc gia bắt đầu gặp căng thẳng về nước định kỳ hoặc thường xuyên. Dưới 1.000 mét khối, khan hiếm nước bắt đầu cản trở sự phát triển kinh tế cũng như sức khỏe và hạnh phúc của con người.
Sự gia tăng dân số.
Vào năm 2000. dân số thế giới là 6.2 tỉ người. Liên Hợp Quốc ước tính đến năm 2050 sẽ có thêm 3,5 tỷ người với hầu hết tăng trưởng ở các nước đang phát triển vốn đã bị căng thẳng về nước. [15] Do đó, nhu cầu nước sẽ tăng trừ khi có sự gia tăng tương ứng trong việc bảo tồn nước và tái chế nguồn tài nguyên quan trọng này. [16] Dựa trên dữ liệu do LHQ trình bày ở đây, Ngân hàng Thế giới [17] tiếp tục giải thích rằng việc tiếp cận nguồn nước để sản xuất thực phẩm sẽ là một trong những thách thức chính trong những thập kỷ tới. Tiếp cận nguồn nước sẽ cần được cân bằng với tầm quan trọng của việc quản lý nước một cách bền vững đồng thời có tính đến tác động của biến đổi khí hậu và các biến số môi trường và xã hội khác. [18]
Mở rộng các hoạt động kinh doanh.
Hoạt động kinh doanh từ công nghiệp hóa đến dịch vụ chẳng hạn như du lịch hay giải trí tđang tiếp tục mở rộng một cách nhanh chóng. Sự mở rộng này làm nhu cầu của dịch vụ nước tăng lên bao gồm cung cấp và vệ sinh, nó có thể dẫn đến sự áp lực lên nguồn nước và hệ sinh thái tự nhiên
Đô thị hóa nhanh.
Xu hướng đô thị hóa ngày càng tăng nhanh. Các giếng tư nhân nhỏ và bể tự hoại hoạt động tốt trong các cộng đồng mật độ thấp là không khả thi trong các khu đô thị mật độ cao. Đô thị hóa đòi hỏi đầu tư đáng kể vào cơ sở hạ tầng nước để cung cấp nước cho các cá nhân và xử lý nồng độ nước thải - cả từ các cá nhân và doanh nghiệp. Các vùng nước ô nhiễm và ô nhiễm này phải được xử lý nếu không sẽ gây ra những nguy cơ không thể chấp nhận được đối với sức khỏe cộng đồng.
Ở 60% các thành phố châu Âu với hơn 100.000 dân, nước ngầm đang được sử dụng với tốc độ nhanh hơn mức có thể được bổ sung. [19] Ngay cả khi vẫn còn một ít nước, việc lấy nước ngày càng tốn kém hơn.
Biến đổi khí hậu.
Sự biến đổi khí hậu có tác động đáng kể lên nguồn nước trên toàn thế giới bởi vì có sự kết nối gần gũi giữa khí hậu và vòng tuần hoàn nước. Nhiệt độ tăng làm tăng sự bốc hơi nước và dẫn đến sự gia tăng lượng mưa, mặc dù sẽ có sự thay đổi trong khu vực về lượng mưa. Cả hạn hán và lũ lụt có lẽ đều trở sẽ nên thường xuyên hơn trên càng vùng khác nhau và vào các thời điểm không giống nhau. Và sự thay đổi đột ngôt ở dự kiến ​​có tuyết rơi và tuyết tan ở khu vực miền núi. Nhiệt độ cao hơn cũng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của nguồn nước theo những cách chưa được hiểu rõ. Các tác động có thể xảy ra bao gồm gia tăng hiện tượng phú dưỡng. Biến đổi khí hậu cũng có thể đồng nghĩa với việc gia tăng nhu cầu về tưới tiêu trang trại, tưới vườn và thậm chí có thể cả bể bơi. Hiện đã có nhiều bằng chứng cho thấy sự gia tăng biến đổi thủy văn và biến đổi khí hậu đã và sẽ tiếp tục có tác động sâu sắc đến ngành nước thông qua chu trình thủy văn, nguồn nước sẵn có, nhu cầu sử dụng nước và phân bổ nước ở cấp độ toàn cầu, khu vực, lưu vực và địa phương. [20]
Sự cạn kiệt của các tầng chứa nước.
Vì dân số đang mở rộng, cạnh tranh về nguồn nước ngày càng gia tăng khiến nhiều tầng chứa nước lớn trên thế giới đang trở nên cạn kiệt. Điều này là do cả nhu cầu tiêu dùng trực tiếp của con người cũng như tưới tiêu nông nghiệp bằng nước ngầm. Hàng triệu máy bơm đủ kích cỡ hiện đang khai thác nước ngầm trên khắp thế giới. Việc tưới tiêu ở các khu vực khô hạn như miền bắc Trung Quốc, Nepal và Ấn Độ được cung cấp bởi nước ngầm và đang được khai thác với tốc độ không bền vững. Các thành phố đã trải qua sự sụt giảm tầng chứa nước từ 10 đến 50 mét bao gồm Thành phố Mexico, Bangkok, Bắc Kinh, Madras và Thượng Hải. [21]
Ô nhiễm và bảo vệ nguồn nước.
Bài chi tiết: Ô nhiễm nước
Ô nhiễm nước là một trong những mối quan tâm chính của thế giới ngày nay. Chính phủ của nhiều quốc gia đã nỗ lực tìm kiếm các giải pháp để giảm thiểu vấn đề này. Nhiều chất ô nhiễm đe dọa nguồn cung cấp nước, nhưng phổ biến nhất, đặc biệt là ở các nước đang phát triển, là xả nước thải thô vào các vùng nước tự nhiên; phương pháp xử lý nước thải này là phương pháp phổ biến nhất ở các nước kém phát triển, nhưng cũng phổ biến ở các nước gần như phát triển như Trung Quốc, Ấn Độ, Nepal và Iran. Nước thải, bùn, rác và thậm chí cả các chất ô nhiễm độc hại đều được đổ xuống nước. Ngay cả khi nước thải được xử lý, các vấn đề vẫn phát sinh. Nước thải đã qua xử lý tạo thành bùn, có thể được đặt trong các bãi chôn lấp, rải trên đất liền, thiêu hủy hoặc đổ ra biển. [22] Ngoài nước thải, ô nhiễm nguồn phi điểm như dòng chảy nông nghiệp là một nguồn ô nhiễm đáng kể ở một số nơi trên thế giới, cùng với dòng chảy nước mưa đô thị và chất thải hóa học do các ngành công nghiệp và chính phủ thải ra.
Nước và các cuộc xung đột.
Bài chi tiết: "chiến tranh nước"
Cạnh tranh về nước đã gia tăng rộng rãi và việc kết hợp các nhu cầu cấp nước cho con người, sản xuất lương thực, hệ sinh thái và các mục đích sử dụng khác trở nên khó khăn hơn. Quản lý nước thường xuyên vướng vào các vấn đề phức tạp và mâu thuẫn. Khoảng 10% dòng chảy hàng năm trên toàn thế giới được sử dụng cho các nhu cầu thiết yếu của con người. Một số khu vực trên thế giới bị ngập lụt, trong khi những khu vực khác có lượng mưa thấp đến mức sự sống của con người gần như không thể. Khi dân số và sự phát triển tăng lên, làm tăng nhu cầu nước, khả năng xảy ra các vấn đề bên trong một quốc gia hoặc khu vực nhất định, cũng như xảy ra với những quốc gia khác bên ngoài khu vực.
Trong 25 năm qua, các chính trị gia, học giả và nhà báo thường xuyên dự đoán rằng tranh chấp về nguồn nước sẽ là nguồn gốc của các cuộc chiến tranh trong tương lai. Các câu trích dẫn thường được trích dẫn bao gồm: của cựu Bộ trưởng Ngoại giao Ai Cập và cựu Tổng thư ký Liên hợp quốc Boutrous Ghali, người dự báo “Cuộc chiến tiếp theo ở Trung Đông sẽ diễn ra vì nước, không phải chính trị”; người kế nhiệm của ông tại LHQ, Kofi Annan, người vào năm 2001 đã nói, “Cạnh tranh khốc liệt về nước ngọt có thể trở thành nguồn gốc của xung đột và chiến tranh trong tương lai,” và cựu Phó Chủ tịch Ngân hàng Thế giới, Ismail Serageldin, người đã nói các cuộc chiến tranh trong thế kỷ tới sẽ diễn ra trên phạm vi nước trừ khi có những thay đổi đáng kể trong quản trị. Giả thuyết về chiến tranh nước có nguồn gốc từ nghiên cứu trước đó được thực hiện trên một số ít các con sông xuyên biên giới như Indus, Jordan và Nile. Những con sông đặc biệt này trở thành tâm điểm vì chúng đã từng trải qua những tranh chấp liên quan đến nước. Các sự kiện cụ thể được trích dẫn làm bằng chứng bao gồm việc Israel ném bom vào những nỗ lực của Syria nhằm chuyển hướng dòng chảy đầu nguồn của Jordan và các mối đe dọa quân sự của Ai Cập đối với bất kỳ quốc gia nào xây dựng đập ở thượng nguồn sông Nile. Tuy nhiên, trong khi một số liên kết được tạo ra giữa xung đột và nước là có giá trị, chúng không nhất thiết đại diện cho chuẩn mực.
Ví dụ duy nhất được biết đến về một cuộc xung đột giữa các quốc gia thực tế về nước diễn ra từ năm 2500 đến 2350 trước Công nguyên giữa các bang Lagash và Umma của người Sumer. [23] Căng thẳng về nước thường dẫn đến xung đột ở cấp địa phương và khu vực. [24] Căng thẳng phát sinh thường xuyên nhất trong biên giới quốc gia, ở vùng hạ lưu của các lưu vực sông bị nạn. Ví dụ như các khu vực hạ lưu sông Hoàng Hà của Trung Quốc hay sông Chao Phraya ở Thái Lan đã bị căng thẳng về nước trong vài năm. Căng thẳng về nước cũng có thể làm trầm trọng thêm các cuộc xung đột và căng thẳng chính trị không trực tiếp gây ra bởi nước. Việc giảm dần chất lượng và/hoặc số lượng nước ngọt theo thời gian có thể gây ra sự bất ổn định của một khu vực bằng cách làm suy giảm sức khỏe của người dân, cản trở sự phát triển kinh tế và làm trầm trọng thêm các cuộc xung đột lớn hơn. [25]
Chia sẻ nguồn nước có thể làm gia tăng sự hợp tác.
Tài nguyên nước trải dài qua các ranh giới quốc tế có nhiều khả năng là nguồn hợp tác và liên kết hơn là chiến tranh. Các nhà khoa học làm việc tại Viện Quản lý Nước Quốc tế đã và đang điều tra bằng chứng đằng sau những dự đoán về chiến tranh nước. Phát hiện của họ cho thấy rằng, mặc dù đúng là đã có xung đột liên quan đến nước ở một số ít lưu vực quốc tế, thì ở phần còn lại của khoảng 300 lưu vực chung trên thế giới, kỷ lục phần lớn là tích cực. Điều này được chứng minh bằng hàng trăm hiệp ước hướng dẫn sử dụng nước công bằng giữa các quốc gia chia sẻ tài nguyên nước. Trên thực tế, các thể chế được tạo ra bởi các hiệp định này có thể là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong việc đảm bảo hợp tác hơn là xung đột. [26]
Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN) đã xuất bản cuốn sách Chia sẻ: Quản lý nước xuyên ranh giới. Một chương bao gồm các chức năng của các thể chế xuyên biên giới và cách chúng có thể được thiết kế để thúc đẩy hợp tác, vượt qua các tranh chấp ban đầu và tìm cách đối phó với sự không chắc chắn do biến đổi khí hậu tạo ra. Nó cũng bao gồm cách thức giám sát hiệu quả của các tổ chức đó. [27]
Sự thiếu hụt nước.
Bài chi tiết: "Nước uốn"g và "an ninh nước"
Vào năm 2025, tình trạng thiếu nước sẽ phổ biến hơn ở các nước nghèo, nơi nguồn tài nguyên hạn chế và dân số tăng nhanh, chẳng hạn như Trung Đông, Châu Phi và các khu vực của Châu Á. [Cần dẫn nguồn] Đến năm 2025, các khu vực đô thị và ven đô lớn sẽ yêu cầu cơ sở hạ tầng mới để cung cấp nước an toàn và vệ sinh đầy đủ. Điều này cho thấy xung đột ngày càng tăng với những người sử dụng nước nông nghiệp, những người hiện đang tiêu thụ phần lớn lượng nước do con người sử dụng. [Cần dẫn nguồn]
Nói chung, các quốc gia phát triển hơn ở Bắc Mỹ, Châu Âu và Nga sẽ không bị đe dọa nghiêm trọng đến nguồn cung cấp nước vào năm 2025, không chỉ vì sự giàu có tương đối của họ, mà quan trọng hơn là dân số của họ sẽ phù hợp hơn với các nguồn nước sẵn có. [ cần trích dẫn] Bắc Phi, Trung Đông, Nam Phi và bắc Trung Quốc sẽ phải đối mặt với tình trạng thiếu nước rất nghiêm trọng do khan hiếm vật chất và tình trạng dân số quá đông so với khả năng chịu đựng nước của chúng. [cần dẫn nguồn] Phần lớn Nam Mỹ, Châu Phi cận Sahara, Nam Trung Quốc và Ấn Độ sẽ đối mặt với tình trạng thiếu nước vào năm 2025; đối với những vùng sau này, nguyên nhân của sự khan hiếm sẽ là những hạn chế kinh tế đối với việc phát triển nước uống an toàn, cũng như sự gia tăng dân số quá mức. [cần dẫn nguồn]
Cân nhắc kinh tế.
Cấp nước và vệ sinh đòi hỏi một lượng vốn đầu tư rất lớn vào cơ sở hạ tầng như mạng lưới đường ống, trạm bơm và các công trình xử lý nước. Theo ước tính, các quốc gia thuộc Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD) cần đầu tư ít nhất 200 tỷ đô la Mỹ mỗi năm để thay thế cơ sở hạ tầng cấp nước cũ kỹ nhằm đảm bảo nguồn cung cấp, giảm tỷ lệ rò rỉ và bảo vệ chất lượng nước. [28]
Sự chú ý của quốc tế đã tập trung vào nhu cầu của các nước đang phát triển. Để đạt được các mục tiêu của Mục tiêu Phát triển Thiên niên kỷ là giảm một nửa tỷ lệ dân số không được tiếp cận với nước uống an toàn và điều kiện vệ sinh cơ bản vào năm 2015, khoản đầu tư hàng năm hiện nay theo thứ tự từ 10 đến 15 tỷ đô la Mỹ sẽ cần phải tăng gần gấp đôi. Điều này không bao gồm các khoản đầu tư cần thiết để duy trì cơ sở hạ tầng hiện có. [29]
Khi cơ sở hạ tầng đã có, việc vận hành hệ thống cấp nước và vệ sinh đòi hỏi chi phí liên tục đáng kể để trang trải nhân sự, năng lượng, hóa chất, bảo trì và các chi phí khác. Các nguồn tiền để đáp ứng các khoản vốn và chi phí hoạt động này về cơ bản là phí sử dụng, quỹ công hoặc một số kết hợp của cả hai. [30] Một khía cạnh ngày càng được xem xét là tính linh hoạt của hệ thống cấp nước. [31] [32]