ทรัพยากรน้ำคือทรัพยากรน้ำธรรมชาติที่มีประโยชน์ต่อมนุษย์ เช่น เป็นแหล่งน้ำ ดื่ม หรือ น้ำ ชลประทานทรัพยากรเหล่านี้อาจเป็นน้ำจืดจากแหล่งธรรมชาติหรือน้ำที่ผลิตจากแหล่งอื่น เช่นน้ำที่ผ่านการบำบัด ( น้ำเสีย ) หรือ น้ำ ที่ผ่านการแยกเกลือออก จากน้ำ ( น้ำทะเล ) 97% ของน้ำบนโลกเป็นน้ำเค็มและมีเพียงสามเปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่เป็นน้ำจืดโดยมากกว่าสองในสามเล็กน้อยถูกแช่แข็งในธารน้ำแข็งและน้ำแข็งที่ขั้วโลก[2]น้ำจืดที่เหลือที่ยังไม่แข็งตัวนั้นพบได้ส่วนใหญ่อยู่ในน้ำใต้ดิน โดยมีเพียงส่วนเล็กน้อยเท่านั้นที่อยู่เหนือพื้นดินหรือในอากาศ[3]แหล่งน้ำจืด ตามธรรมชาติ ได้แก่น้ำผิวดิน ใต้น้ำในแม่น้ำน้ำใต้ดินและน้ำแข็งผู้คน ใช้ทรัพยากรน้ำเพื่อการเกษตรอุตสาหกรรมและครัวเรือน
ทรัพยากรน้ำกำลังถูกคุกคามจากปัญหาต่างๆ มากมาย เช่นภาวะขาดแคลนน้ำมลพิษทางน้ำความขัดแย้งเรื่องน้ำและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศน้ำจืดถือเป็นทรัพยากรหมุนเวียนได้ แต่ปริมาณ น้ำใต้ดินของโลกกำลังลดลงอย่างต่อเนื่อง การสูญเสียน้ำใต้ดิน (หรือการสูบน้ำเกิน ) เกิดขึ้นในเอเชีย อเมริกาใต้ และอเมริกาเหนือ
แหล่งน้ำจืด ตาม ธรรมชาติ ได้แก่น้ำผิวดินน้ำใต้แม่น้ำน้ำใต้ดินและน้ำแข็ง
น้ำผิวดินคือน้ำในแม่น้ำทะเลสาบ หรือ พื้นที่ชุ่มน้ำน้ำจืดน้ำผิวดินจะได้รับการทดแทนโดยธรรมชาติจากการตกตะกอนและสูญเสียไปโดยธรรมชาติผ่านการระบายลงสู่มหาสมุทรการระเหย การคายระเหยและการเติมน้ำใต้ดินแหล่งน้ำธรรมชาติเพียงอย่างเดียวที่เข้าสู่ระบบน้ำผิวดินคือน้ำฝนภายในลุ่มน้ำปริมาณน้ำทั้งหมดในระบบนั้น ณ เวลาใดเวลาหนึ่งยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นๆ อีกหลายประการ ปัจจัยเหล่านี้ได้แก่ ความจุในการกักเก็บในทะเลสาบ หนองบึง และอ่างเก็บน้ำ เทียม ความซึมผ่านของดินใต้แหล่งกักเก็บเหล่านี้ ลักษณะ การไหลบ่าของดินในลุ่มน้ำ เวลาที่ฝนตก และอัตราการระเหยในพื้นที่ ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้ยังส่งผลต่อสัดส่วนของการสูญเสียน้ำอีกด้วย
มนุษย์มักเพิ่มความจุในการเก็บน้ำโดยการสร้างอ่างเก็บน้ำและลดความจุโดยการระบายน้ำจากพื้นที่ชุ่มน้ำ มนุษย์มักเพิ่มปริมาณและความเร็วของการไหลบ่าโดยการปูผิวทางและเปลี่ยนเส้นทางการไหลของน้ำในลำธาร
ปริมาณน้ำผิวดินตามธรรมชาติสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการนำเข้าน้ำผิวดินจากแหล่งน้ำอื่นผ่านคลองหรือท่อส่งน้ำ
คาดว่า บราซิลจะมีแหล่งน้ำจืดที่ใหญ่ที่สุดในโลก รองลงมาคือรัสเซียและแคนาดา[4 ]
น้ำที่ไหลบ่า จากธารน้ำแข็งถือเป็นน้ำผิวดิน เทือกเขาหิมาลัยซึ่งมักถูกเรียกว่า "หลังคาโลก" มีพื้นที่สูงที่กว้างใหญ่และขรุขระที่สุดแห่งหนึ่งของโลก รวมถึงมีธารน้ำแข็งและดินเยือกแข็งนอกขั้วโลกมากที่สุด แม่น้ำสายใหญ่ที่สุด 10 สายของเอเชียไหลมาจากที่นี่ และประชาชนกว่าพันล้านคนต้องพึ่งพาแม่น้ำสายเหล่านี้ในการดำรงชีพ นอกจากนี้ อุณหภูมิในบริเวณดังกล่าวยังเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมากกว่าค่าเฉลี่ยทั่วโลกอีกด้วย ในเนปาล อุณหภูมิเพิ่มขึ้น 0.6 องศาเซลเซียสในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ในขณะที่โลกมีอุณหภูมิอุ่นขึ้นประมาณ 0.7 องศาเซลเซียสในช่วงร้อยปีที่ผ่านมา[5]
น้ำใต้ดินคือน้ำที่อยู่ใต้พื้นผิวโลก ใน รูพรุนของหินและดินและในรอยแตกของหินประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ของน้ำจืด ทั้งหมดที่มีอยู่ ทั่วโลกคือน้ำใต้ดิน[6]หินหนึ่งหน่วยหรือแหล่งสะสมที่ยังไม่รวมตัวกันเรียกว่าแหล่งน้ำใต้ดินเมื่อสามารถให้ปริมาณน้ำที่ใช้ได้ ความลึกที่รูพรุนของดิน หรือ รอยแตกและช่องว่างในหินอิ่มตัวด้วยน้ำอย่างสมบูรณ์เรียกว่าระดับน้ำใต้ดินน้ำใต้ดินจะถูกเติมจากพื้นผิว อาจระบายออกจากพื้นผิวตามธรรมชาติที่น้ำพุและแหล่งซึมและอาจก่อตัวเป็นโอเอซิสหรือพื้นที่ชุ่มน้ำ น้ำใต้ดินมักถูกดึงออกมาเพื่อ ใช้ใน การเกษตรเทศบาลและอุตสาหกรรมโดยการสร้างและดำเนินการบ่อน้ำ สกัด การศึกษาการกระจายและการเคลื่อนที่ของน้ำใต้ดินเรียกว่าอุทกธรณีวิทยาหรือ เรียกอีกอย่าง ว่าอุทกวิทยาน้ำใต้ดิน
โดยทั่วไปแล้ว น้ำใต้ดินมักถูกมองว่าเป็นน้ำที่ไหลผ่านชั้นน้ำใต้ดิน ตื้น แต่ในทางเทคนิคแล้ว น้ำใต้ดินอาจมีความชื้นในดิน ดินเยือก แข็ง น้ำ ที่นิ่งอยู่ใน ชั้นหินแข็งที่มีการซึมผ่านต่ำและ น้ำจากแหล่งความร้อน ใต้พิภพหรือน้ำมันที่อยู่ ลึกลง ไป น้ำใต้ดินถูกตั้งสมมติฐานว่า สามารถ หล่อลื่นได้ซึ่งอาจส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของรอยเลื่อน ได้ เป็นไปได้ว่า ใต้ผิว โลก ส่วนใหญ่ มีน้ำอยู่บ้าง ซึ่งอาจผสมกับของเหลวอื่นๆ ในบางกรณีตลอดเส้นทางของแม่น้ำ ปริมาณน้ำทั้งหมดที่ไหลไปตามแม่น้ำมักจะเป็นการรวมกันของการไหลของน้ำอิสระที่มองเห็นได้ร่วมกับการไหลผ่านหินและตะกอนที่อยู่ใต้แม่น้ำและที่ราบลุ่มแม่น้ำที่เรียกว่าโซนไฮโปเรอิกสำหรับแม่น้ำหลายสายในหุบเขาขนาดใหญ่ องค์ประกอบของการไหลที่มองไม่เห็นนี้อาจเกินกว่าการไหลที่มองเห็นได้มาก โซนไฮโปเรอิกมักจะสร้างอินเทอร์เฟซแบบไดนามิกระหว่างน้ำผิวดินและน้ำใต้ดินจากแหล่งน้ำใต้ดิน โดยแลกเปลี่ยนการไหลระหว่างแม่น้ำและแหล่งน้ำใต้ดินที่อาจเต็มหรือหมดไป ซึ่งสิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งใน พื้นที่ที่ มีหินปูนซึ่งมักมีหลุมบ่อและแม่น้ำใต้ดิน
มีแหล่งน้ำจืดเทียมอยู่หลายแหล่ง แหล่งหนึ่งคือน้ำเสียที่ผ่านการบำบัด ( น้ำที่ผ่านการบำบัดแล้ว ) อีกแหล่งหนึ่งคือเครื่องผลิตน้ำในบรรยากาศ[7] [8] [9] น้ำทะเลที่ผ่านการกำจัดเกลือออกเป็นแหล่งน้ำสำคัญอีกแหล่งหนึ่ง สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาผลข้างเคียงทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมของเทคโนโลยีเหล่านี้[10]
การบำบัดน้ำเสียเป็นกระบวนการแปลงน้ำเสียของเทศบาลหรือน้ำเสียจากอุตสาหกรรมและน้ำเสียจากอุตสาหกรรมให้เป็นน้ำที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลากหลายวัตถุประสงค์ เรียกอีกอย่างว่า การนำน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ การนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ หรือการรีไซเคิลน้ำ การนำกลับมาใช้ใหม่มีหลายประเภท สามารถนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ได้ในลักษณะนี้ในเมืองหรือเพื่อการชลประทานในภาคเกษตรกรรม การนำกลับมาใช้ใหม่ประเภทอื่นๆ ได้แก่ การนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อสิ่งแวดล้อม การนำกลับมาใช้ในอุตสาหกรรม และการนำกลับมาใช้ใหม่สำหรับน้ำดื่ม ไม่ว่าจะมีการวางแผนไว้หรือไม่ก็ตาม การนำกลับมาใช้ใหม่อาจรวมถึงการชลประทานสวนและทุ่งนา หรือการเติมน้ำผิว ดิน และน้ำใต้ดินซึ่งอย่างหลังนี้เรียกอีกอย่างว่าการเติมน้ำใต้ดินน้ำที่นำกลับมาใช้ใหม่ยังช่วยตอบสนองความต้องการต่างๆ ในที่พักอาศัย เช่นการกดชักโครกธุรกิจ และอุตสาหกรรม สามารถบำบัดน้ำเสียให้ถึง มาตรฐาน น้ำ ดื่ม ได้ การฉีดน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วเข้าไปในระบบจ่ายน้ำประปาเรียกว่า การนำกลับมาใช้โดยตรงเพื่อการอุปโภคบริโภค การดื่มน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วไม่ใช่เรื่องปกติ[11] การนำ น้ำเสียจากเทศบาลที่ผ่านการบำบัดแล้วกลับมาใช้ใหม่เพื่อการชลประทานเป็นแนวทางปฏิบัติที่มีมายาวนาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศที่แห้งแล้งการนำน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่เป็นส่วนหนึ่งของการจัดการน้ำ อย่างยั่งยืน ทำให้สามารถใช้น้ำเป็นแหล่งน้ำทางเลือกสำหรับกิจกรรมต่างๆ ของมนุษย์ได้ ซึ่งจะช่วยลดปัญหาการขาดแคลนน้ำได้ นอกจากนี้ยังช่วยลดแรงกดดันต่อน้ำใต้ดินและแหล่งน้ำธรรมชาติอื่นๆ อีกด้วย[12]
มีเทคโนโลยีหลายอย่างที่ใช้ในการบำบัดน้ำเสียเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ การผสมผสานเทคโนโลยีเหล่านี้สามารถปฏิบัติตามมาตรฐานการบำบัดที่เข้มงวด และทำให้มั่นใจได้ว่าน้ำที่ผ่านการบำบัดนั้นปลอดภัยต่อสุขอนามัย ซึ่งหมายความว่าปราศจากเชื้อโรคเทคโนโลยีทั่วไปบางส่วน ได้แก่การโอโซเนชั่นการ กรอง ด้วยอัลตราฟิล เตร ชันการบำบัดด้วยออกซิเจน ( ไบโอรีแอคเตอร์เมมเบรน ) การ ออสโม ซิสแบบส่งต่อ การออสโมซิสแบบ ย้อนกลับและการออกซิเดชันขั้นสูง [ 13]หรือถ่านกัมมันต์[14]กิจกรรมที่ต้องใช้น้ำบางอย่างไม่จำเป็นต้องใช้น้ำคุณภาพสูง ในกรณีนี้ น้ำเสียสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยแทบไม่ต้องบำบัดเลยการแยก เกลือออกจากน้ำ เป็นกระบวนการที่กำจัดองค์ประกอบแร่ธาตุออกจากน้ำเกลือโดยทั่วไปแล้วการแยกเกลือออกจากน้ำคือการกำจัดเกลือและแร่ธาตุออกจากสาร[15]ตัวอย่างหนึ่งคือการแยกเกลือออกจากดินซึ่งมีความสำคัญต่อการเกษตร การแยกเกลือออกจากน้ำเกลือทำได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งน้ำทะเลเพื่อผลิตน้ำสำหรับการบริโภคของมนุษย์หรือการชลประทาน ผลพลอยได้จากกระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำคือน้ำเกลือ[ 16]เรือเดินทะเลและเรือดำน้ำ หลายลำใช้การแยกเกลือออกจากน้ำ ความสนใจสมัยใหม่ในการแยกเกลือออกจากน้ำส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การจัดหา น้ำจืดที่มีประสิทธิภาพคุ้มทุนสำหรับการใช้ของมนุษย์ ควบคู่ไปกับน้ำเสีย ที่ผ่านการรีไซเคิล การแยกเกลือออกจาก น้ำถือเป็นแหล่งน้ำไม่กี่แห่งที่ไม่ขึ้นอยู่กับน้ำฝน[17]
เนื่องจากการใช้พลังงาน การแยกเกลือออกจากน้ำทะเลจึงมักมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าน้ำจืดจากผิวน้ำหรือน้ำใต้ดินการรีไซเคิลน้ำและการอนุรักษ์น้ำอย่างไรก็ตาม ทางเลือกเหล่านี้ไม่ได้มีให้บริการเสมอไป และปริมาณสำรองที่ลดลงเป็นปัญหาสำคัญทั่วโลก [ 18 ] [19] [20]กระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลใช้ทั้งวิธีความร้อน (ในกรณีของการกลั่น ) หรือวิธีที่ใช้เมมเบรน (เช่น ในกรณีของการออสโมซิสย้อนกลับ ) [21] [22] : 24นักวิจัยเสนอให้ดักจับอากาศเหนือมหาสมุทรซึ่งจะ "เพิ่มปริมาณน้ำจืดอย่างมีนัยสำคัญผ่านการดักจับอากาศชื้นเหนือมหาสมุทร" เพื่อแก้ไขปัญหาการขาดแคลน/ความไม่มั่นคงของน้ำในปัจจุบันและในอนาคตโดยเฉพาะ[24] [23]
การศึกษาวิจัยในปี 2021 เสนอ อุปกรณ์เก็บน้ำในชั้นบรรยากาศที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบพกพาอย่างไรก็ตาม การผลิต ไฟฟ้านอกระบบ ดังกล่าว อาจ "ทำลายความพยายามในการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานแบบท่อส่งถาวร " รวมถึงปัญหาอื่นๆ ด้วย[25] [26] [27]
ปริมาณน้ำทั้งหมดที่มีในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งถือเป็นปัจจัยสำคัญ ผู้ใช้น้ำบางคนมีความต้องการน้ำเป็นระยะๆ ตัวอย่างเช่นฟาร์ม หลายแห่ง ต้องการน้ำปริมาณมากในฤดูใบไม้ผลิ และไม่มีน้ำเลยในฤดูหนาว ผู้ใช้น้ำรายอื่นมีความต้องการน้ำอย่างต่อเนื่อง เช่นโรงไฟฟ้าที่ต้องใช้น้ำเพื่อระบายความร้อน ในระยะยาว อัตราการตกตะกอนเฉลี่ยภายในลุ่มน้ำจะเป็นขอบเขตบนของปริมาณการใช้น้ำผิวดินตามธรรมชาติโดยเฉลี่ยจากลุ่มน้ำนั้น
การชลประทาน (เรียกอีกอย่างว่าการรดน้ำต้นไม้) คือการใช้ปริมาณน้ำ ที่ควบคุมได้ กับดินเพื่อช่วยปลูกพืชผลพืชสวนและสนามหญ้าการชลประทานเป็นประเด็นสำคัญของเกษตรกรรมมานานกว่า 5,000 ปี และได้รับการพัฒนาโดยวัฒนธรรมต่างๆ ทั่วโลก การชลประทานช่วยปลูกพืชผล ดูแลภูมิทัศน์ และปลูกพืชใหม่ให้กับ ดินที่ถูกทำลายในพื้นที่แห้งแล้งและในช่วงที่ฝน ตกน้อยกว่าค่าเฉลี่ย นอกจากการใช้งานเหล่านี้แล้ว การชลประทานยังใช้เพื่อปกป้องพืชผลจากน้ำค้างแข็ง[28]ยับยั้ง การเติบโต ของวัชพืชใน ทุ่ง นาและป้องกันการรวมตัวของดินนอกจากนี้ยังใช้เพื่อทำให้ปศุสัตว์ เย็นลง ลดฝุ่นกำจัดน้ำเสียและสนับสนุนการทำเหมืองการระบายน้ำซึ่งเกี่ยวข้องกับการกำจัดน้ำผิวดินและน้ำใต้ดินจากสถานที่ที่กำหนด มักศึกษาควบคู่ไปกับการชลประทาน
มีวิธีการชลประทานหลายวิธีที่แตกต่างกันไปในวิธีการจ่ายน้ำให้พืชการชลประทานผิวดินหรือที่เรียกว่าการชลประทานด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นรูปแบบการชลประทานที่เก่าแก่ที่สุดและมีการใช้กันมาเป็นเวลาหลายพันปีแล้ว ในการชลประทานแบบสปริงเกอร์น้ำจะถูกส่งไปยังจุดศูนย์กลางหนึ่งจุดหรือมากกว่านั้นภายในทุ่งนาและกระจายโดยอุปกรณ์จ่ายน้ำแรงดันสูงเหนือศีรษะการชลประทานแบบไมโครเป็นระบบที่จ่ายน้ำภายใต้แรงดันต่ำผ่านเครือข่ายท่อและนำไปใช้เป็นปริมาณเล็กน้อยไปยังต้นไม้แต่ละต้น การชลประทานแบบไมโครใช้แรงดันและการไหลของน้ำน้อยกว่าการชลประทานแบบสปริงเกอร์การชลประทานแบบหยดจะส่งน้ำโดยตรงไปยังบริเวณรากของพืช การชลประทานแบบใต้ ผิวดินถูกนำมาใช้ในพืชไร่ในพื้นที่ที่มีระดับน้ำใต้ดินสูงมาหลายปีแล้ว โดยเกี่ยวข้องกับการยกระดับระดับน้ำใต้ดินเทียมเพื่อทำให้ดินชื้นใต้บริเวณรากของพืช
น้ำชลประทานอาจมาจากน้ำใต้ดิน (สกัดจากน้ำพุหรือจากบ่อน้ำ ) จากน้ำผิวดิน (ดึงมาจากแม่น้ำทะเลสาบหรืออ่างเก็บน้ำ ) หรือจากแหล่งที่ไม่ธรรมดา เช่นน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดน้ำที่ผ่านการแยกเกลือออก น้ำ ระบายหรือน้ำที่รวบรวมหมอกการชลประทานอาจเป็นการเสริมฝนซึ่งพบได้ทั่วไปในหลายส่วนของโลกในรูปแบบของเกษตรกรรมที่ใช้น้ำฝนหรืออาจเป็นการชลประทานเต็มรูปแบบ ซึ่งพืชผลแทบไม่ต้องพึ่งพาน้ำฝนเลย การชลประทานเต็มรูปแบบพบได้น้อยกว่าและเกิดขึ้นเฉพาะในพื้นที่แห้งแล้งที่มีปริมาณน้ำฝนน้อยมาก หรือเมื่อพืชผลปลูกในพื้นที่กึ่งแห้งแล้งนอกฤดูฝนคาดว่ามีการใช้น้ำ 22% ของโลกในอุตสาหกรรม[ 29] ผู้ใช้ในอุตสาหกรรมหลัก ได้แก่เขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำ โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ใช้น้ำในการระบายความร้อนโรงกลั่นแร่และน้ำมันที่ใช้น้ำในกระบวนการเคมีและโรงงานผลิตที่ใช้น้ำเป็นตัวทำละลายการใช้น้ำอาจสูงมากสำหรับอุตสาหกรรมบางประเภท แต่โดยทั่วไปแล้วการบริโภคจะต่ำกว่าภาคเกษตรมาก
น้ำถูกนำมาใช้ในการผลิตไฟฟ้าแบบหมุนเวียนพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำได้รับพลังงานจากแรงของน้ำที่ไหลลงเนิน ขับเคลื่อนกังหันที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้าพลังน้ำ นี้ เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่มีต้นทุนต่ำ ไม่ก่อมลพิษ ที่สำคัญ พลังงานไฟฟ้าพลังน้ำยังสามารถใช้สำหรับการรับน้ำหนักบรรทุกได้ ซึ่งต่างจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนส่วนใหญ่ที่ ส่งพลังงาน ไม่ต่อเนื่อง ในที่สุด พลังงานในโรงไฟฟ้าพลังน้ำจะได้รับจากดวงอาทิตย์ ความร้อนจากดวงอาทิตย์จะระเหยน้ำ ซึ่งจะควบแน่นเป็นฝนในพื้นที่สูงและไหลลงเนิน นอกจากนี้ยังมีโรง ไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบน้ำเพื่อกักเก็บน้ำ ซึ่งใช้ไฟฟ้าจากโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อสูบน้ำขึ้นเนินเมื่อความต้องการน้ำต่ำ และใช้น้ำที่กักเก็บเพื่อผลิตไฟฟ้าเมื่อความต้องการน้ำสูง
โรงไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกที่ใช้หอคอยระบายความร้อนมีการใช้พลังงานสูงเกือบเท่ากับปริมาณการใช้ เนื่องจากน้ำส่วนใหญ่ที่ถูกนำไปใช้จะระเหยไปในกระบวนการระบายความร้อน อย่างไรก็ตาม ปริมาณการใช้จะต่ำกว่าในระบบ ระบายความร้อนแบบผ่านครั้งเดียว
น้ำยังใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรมขนาดใหญ่มากมาย เช่น การผลิตพลังงานเทอร์โมอิเล็กทริก การกลั่นน้ำมัน การผลิต ปุ๋ย และการใช้ โรงงานเคมีอื่นๆและการสกัดก๊าซธรรมชาติจากหินดินดานการปล่อยน้ำที่ไม่ได้รับการบำบัดจากการใช้งานในอุตสาหกรรมถือเป็นมลพิษมลพิษรวมถึงสารละลายที่ถูกปล่อยออกมาและอุณหภูมิของน้ำที่สูงขึ้น ( มลพิษทางความร้อน )
คาดว่าการใช้น้ำทั่วโลกร้อยละ 8 เป็นเพื่อการใช้ในครัวเรือน[29]ซึ่งได้แก่น้ำดื่มการอาบน้ำ การ ทำอาหาร การกดชักโครกการทำความสะอาด การซักผ้า และการทำสวน ความต้องการ น้ำพื้นฐานในครัวเรือนได้รับการประมาณการโดยPeter Gleickอยู่ที่ประมาณ 50 ลิตรต่อคนต่อวัน โดยไม่รวมน้ำสำหรับสวน
น้ำดื่มคือน้ำที่มีคุณภาพสูงเพียงพอที่จะสามารถบริโภคหรือใช้ได้โดยไม่ต้องเสี่ยงต่ออันตรายทันทีหรือในระยะยาว โดยทั่วไปน้ำประเภทนี้เรียกว่าน้ำดื่ม ในประเทศพัฒนาแล้วส่วนใหญ่ น้ำที่จ่ายให้กับครัวเรือน ธุรกิจ และอุตสาหกรรมล้วนเป็นน้ำดื่มมาตรฐาน แม้ว่าจะมีเพียงส่วนเล็กน้อยเท่านั้นที่บริโภคหรือใช้ในการปรุงอาหาร
ประชากร 844 ล้านคนยังคงขาดแคลนน้ำดื่มพื้นฐานในปี 2560 [30] : 3 ในจำนวนนี้ ประชากร 159 ล้านคนทั่วโลกดื่มน้ำโดยตรงจากแหล่งน้ำผิวดิน เช่น ทะเลสาบและลำธาร[30] : 3 ประชากร 1 ใน 8 คนในโลกไม่สามารถเข้าถึงน้ำสะอาดได้[31] [32]
ปริมาณ น้ำใต้ดินของโลกกำลังลดลงอย่างต่อเนื่อง การสูญเสียน้ำใต้ดิน (หรือการสูบน้ำเกิน ) เกิดขึ้นในเอเชีย อเมริกาใต้ และอเมริกาเหนือ ยังไม่ชัดเจนว่าการฟื้นฟูตามธรรมชาติจะสร้างสมดุลให้กับการใช้น้ำนี้มากเพียงใด และระบบนิเวศถูกคุกคาม หรือไม่ [49]
การจัดการทรัพยากรน้ำเป็นกิจกรรมของการวางแผน พัฒนา กระจาย และจัดการการใช้ทรัพยากรน้ำอย่างเหมาะสมที่สุด เป็นแง่มุมหนึ่งของการจัดการวัฏจักรน้ำสาขาการจัดการทรัพยากรน้ำจะต้องปรับตัวอย่างต่อเนื่องเพื่อรับมือกับปัญหาในปัจจุบันและอนาคตที่เผชิญในการจัดสรรน้ำ ด้วยความไม่แน่นอนที่เพิ่มขึ้นของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ของโลก และผลกระทบในระยะยาวของการดำเนินการจัดการในอดีต การตัดสินใจดังกล่าวจะยากขึ้น มีแนวโน้มว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องจะนำไปสู่สถานการณ์ที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน ส่งผลให้มีการใช้กลยุทธ์การจัดการทางเลือกมากขึ้นเรื่อยๆ รวมถึงแนวทางการมีส่วนร่วมและความสามารถในการปรับตัวเพื่อเสริมสร้างการตัดสินใจเกี่ยวกับน้ำ
ในทางอุดมคติ การวางแผนการจัดการทรัพยากรน้ำต้องคำนึงถึงความต้องการใช้น้ำ ที่แข่งขันกันทั้งหมด และพยายามจัดสรรน้ำอย่างเท่าเทียมกันเพื่อตอบสนองการใช้งานและความต้องการทั้งหมด เช่นเดียวกับการจัดการทรัพยากร อื่นๆ ในทางปฏิบัติ แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำเช่นนี้ ดังนั้น ผู้ตัดสินใจจึงต้องให้ความสำคัญกับประเด็นความยั่งยืน ความเท่าเทียม และการปรับปัจจัยให้เหมาะสม (ตามลำดับ!) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ยอมรับได้ ความกังวลที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งเกี่ยวกับทรัพยากรน้ำในอนาคตคือความยั่งยืนของการจัดสรรทรัพยากรน้ำในปัจจุบันและอนาคต
เป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืนข้อ 6มีเป้าหมายที่เกี่ยวข้องกับการจัดการทรัพยากรน้ำ: "เป้าหมาย 6.5: ภายในปี 2030 ดำเนินการจัดการทรัพยากรน้ำแบบบูรณาการในทุกระดับ รวมถึงผ่านความร่วมมือข้ามพรมแดนตามความเหมาะสม" [51] [52]
ปัจจุบันน้ำจืดในโลกสามารถเข้าถึงได้เพียงประมาณ 0.08 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น และความต้องการน้ำดื่ม การผลิต การพักผ่อนหย่อนใจ และการเกษตรก็เพิ่มขึ้นเรื่อยๆเนื่องจากน้ำที่มีอยู่มีสัดส่วนเพียงเล็กน้อย การปรับปรุงน้ำจืดที่เหลือจากทรัพยากรธรรมชาติจึงเป็นความท้าทายที่เพิ่มมากขึ้นทั่วโลก
ความพยายามอย่างมากในการจัดการทรัพยากรน้ำมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการใช้น้ำต่อสิ่งแวดล้อมธรรมชาติให้เหลือน้อยที่สุด การสังเกตน้ำในฐานะส่วนประกอบสำคัญของระบบนิเวศนั้นอิงตามการจัดการทรัพยากรน้ำแบบบูรณาการโดยยึดตามหลักการดับลิน ปี 1992 (ดูด้านล่าง)
การจัดการน้ำอย่างยั่งยืนต้องใช้แนวทางแบบองค์รวมโดยยึดตามหลักการการจัดการทรัพยากรน้ำแบบบูรณาการ ซึ่งประกาศใช้ครั้งแรกในปี 1992 ในการประชุมที่ดับลิน (เดือนมกราคม) และริโอ (เดือนกรกฎาคม) หลักการดับลิน 4 ประการที่ประกาศในคำชี้แจงดับลินได้แก่:
การนำหลักการเหล่านี้ไปปฏิบัติได้เป็นแนวทางในการปฏิรูปกฎหมายการจัดการน้ำระดับชาติทั่วโลกมาตั้งแต่ปี 1992
ความท้าทายเพิ่มเติมต่อการจัดการทรัพยากรน้ำอย่างยั่งยืนและเท่าเทียมกัน ได้แก่ ข้อเท็จจริงที่ว่าแหล่งน้ำจำนวนมากมีการแบ่งปันข้ามเขตแดน ซึ่งอาจเป็นระดับนานาชาติ (ดูการขัดแย้งด้านน้ำ ) หรือภายในประเทศ (ดูลุ่มน้ำเมอร์เรย์-ดาร์ลิ่ง )
การจัดการทรัพยากรน้ำแบบบูรณาการ (IWRM) ถูกกำหนดโดยGlobal Water Partnership (GWP)ว่าเป็น "กระบวนการที่ส่งเสริมการพัฒนาและการจัดการน้ำ ที่ดิน และทรัพยากรที่เกี่ยวข้องอย่างประสานงานกัน เพื่อเพิ่ม สวัสดิการ ทางเศรษฐกิจและสังคม ที่เกิดขึ้น อย่างเท่าเทียมกัน โดยไม่กระทบต่อความยั่งยืนของระบบนิเวศ ที่สำคัญ " [53]
นักวิชาการบางคนกล่าวว่า IWRM เป็นส่วนเสริมของความมั่นคงด้านน้ำเนื่องจากความมั่นคงด้านน้ำเป็นเป้าหมายหรือจุดหมายปลายทาง ในขณะที่ IWRM เป็นกระบวนการที่จำเป็นเพื่อบรรลุเป้าหมายนั้น[54]
IWRM เป็นแนวคิดที่เกิดขึ้นในการประชุมนานาชาติในช่วงปลายทศวรรษปี 1900 และต้นทศวรรษปี 2000 แม้ว่าสถาบันการจัดการน้ำแบบมีส่วนร่วมจะมีอยู่มานานหลายศตวรรษแล้วก็ตาม[55]การอภิปรายเกี่ยวกับวิธีการจัดการทรัพยากรน้ำแบบองค์รวมเริ่มขึ้นตั้งแต่ทศวรรษปี 1950 จนกระทั่งถึงการประชุมน้ำแห่งสหประชาชาติในปี 1977 [56]การพัฒนา IWRM ได้รับการแนะนำเป็นพิเศษในคำแถลงสุดท้ายของรัฐมนตรีในการประชุมนานาชาติว่าด้วยน้ำและสิ่งแวดล้อมในปี 1992 ซึ่งเรียกว่าคำแถลงดับลินแนวคิดนี้มุ่งหวังที่จะส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงในแนวทางปฏิบัติที่ถือเป็นพื้นฐานของการจัดการทรัพยากรน้ำ ที่ดีขึ้น IWRM เป็นหัวข้อหนึ่งของฟอรัมน้ำโลกครั้งที่ 2ซึ่งมีผู้มีส่วนได้ส่วนเสียหลากหลายกลุ่มเข้าร่วมมากกว่าการประชุมครั้งก่อน และมีส่วนสนับสนุนในการสร้าง GWP [55]
ใน คำจำกัดความของ International Water Association IWRM ตั้งอยู่บนหลักการสามประการที่ร่วมกันทำหน้าที่เป็นกรอบงานโดยรวม: [57]
ในปี 2545 ได้มีการหารือเกี่ยวกับการพัฒนา IWRM ในการประชุมสุดยอดระดับโลกว่าด้วยการพัฒนาอย่างยั่งยืนที่จัดขึ้นในเมืองโจฮันเนสเบิร์ก ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อส่งเสริมการนำ IWRM ไปใช้ในระดับโลก[58] ฟอรัมน้ำโลกครั้งที่ 3ได้แนะนำ IWRM และหารือเกี่ยวกับการแบ่งปันข้อมูล การมีส่วนร่วมของผู้มีส่วนได้ส่วนเสีย และพลวัตทางเพศและชนชั้น[55]
ในการปฏิบัติงาน แนวทาง IWRM เกี่ยวข้องกับการใช้ความรู้จากหลากหลายสาขา รวมทั้งข้อมูลเชิงลึกจากผู้มีส่วนได้ส่วนเสียที่หลากหลาย เพื่อคิดค้นและนำโซลูชันที่มีประสิทธิภาพ ยุติธรรม และยั่งยืนมาใช้กับปัญหาเรื่องน้ำและการพัฒนา ดังนั้น IWRM จึงเป็น เครื่องมือการวางแผนและการดำเนินการ แบบมีส่วนร่วมที่ ครอบคลุม สำหรับการจัดการและพัฒนาแหล่งน้ำในลักษณะที่สร้างสมดุลระหว่างความต้องการทางสังคมและเศรษฐกิจ และรับรองการปกป้องระบบนิเวศสำหรับคนรุ่นต่อไป นอกจากนี้ ในแง่ของการมีส่วนสนับสนุนในการบรรลุเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน (SDGs) [ 59] IWRM ได้พัฒนาไปสู่แนวทางที่ยั่งยืนมากขึ้น โดยพิจารณาแนวทาง Nexus ซึ่งเป็นการจัดการทรัพยากรน้ำแบบข้ามภาคส่วน แนวทาง Nexus มีพื้นฐานอยู่บนการรับรู้ว่า "น้ำ พลังงาน และอาหารมีความเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิดผ่านวงจรหรือห่วงโซ่น้ำ คาร์บอน และพลังงานในระดับโลกและระดับท้องถิ่น"
แนวทางการจัดการทรัพยากรน้ำแบบ IWRM มุ่งเน้นที่จะหลีกเลี่ยงแนวทางการจัดการทรัพยากรน้ำแบบแยกส่วนโดยพิจารณาถึงประเด็นต่อไปนี้: สภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวย บทบาทของสถาบัน เครื่องมือการจัดการ เงื่อนไขที่เกี่ยวข้องบางประการที่สำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อนำ IWRM มาใช้ ได้แก่: เจตนารมณ์และความมุ่งมั่นทางการเมือง การพัฒนาขีดความสามารถ การลงทุนที่เหมาะสมความมั่นคงทางการเงินและการคืนทุนอย่างยั่งยืน การติดตามและประเมินผล ไม่มีรูปแบบการบริหารที่ถูกต้องเพียงรูปแบบเดียว ศิลปะของ IWRM อยู่ที่การเลือก ปรับ และใช้เครื่องมือเหล่านี้ผสมผสานให้เหมาะสมกับสถานการณ์ที่กำหนด แนวทางการจัดการ IWRM ขึ้นอยู่กับบริบท ในระดับปฏิบัติการ ความท้าทายคือการแปลงหลักการที่ตกลงกันให้เป็นการดำเนินการที่เป็นรูปธรรม
การจัดการน้ำในเมืองแบบบูรณาการ (IUWM) เป็นแนวทางปฏิบัติในการจัดการน้ำจืดน้ำเสียและน้ำฝนซึ่งเป็นส่วนประกอบของ แผนการจัดการ ทั่วทั้ง ลุ่มน้ำ โดยอาศัย การพิจารณาด้าน แหล่งน้ำและการสุขาภิบาล ที่มีอยู่แล้ว ภายในชุมชนเมืองโดยรวมการจัดการน้ำ ในเมืองไว้ ในขอบเขตของลุ่มน้ำทั้งหมด[60] IUWM มักถูกมองว่าเป็นกลยุทธ์ในการบรรลุเป้าหมายของการออกแบบเมืองที่คำนึงถึงน้ำ IUWM มุ่งหวังที่จะเปลี่ยนผลกระทบของการพัฒนาเมือง ที่มีต่อ วัฏจักรน้ำธรรมชาติโดยยึดหลักที่ว่าการจัดการวัฏจักรน้ำในเมืองโดยรวมนั้น จะทำให้สามารถใช้ทรัพยากรได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งไม่เพียงแต่จะให้ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผลลัพธ์ทางสังคมและสิ่งแวดล้อมที่ดีขึ้นด้วย แนวทางหนึ่งคือการสร้างวงจรวัฏจักรน้ำภายในเมืองผ่านการนำกลยุทธ์การใช้ซ้ำมาใช้ การพัฒนาวงจรวัฏจักรน้ำในเมืองนี้ต้องอาศัยความเข้าใจทั้งความสมดุลของน้ำตามธรรมชาติ ก่อนการพัฒนา และหลังการพัฒนา การคำนึงถึงการไหลของน้ำในระบบก่อนและหลังการพัฒนาถือเป็นขั้นตอนสำคัญในการจำกัดผลกระทบของเมืองที่มีต่อวัฏจักรน้ำธรรมชาติ[61]
การจัดการน้ำเสีย แบบ IUWM ในระบบน้ำในเขตเมืองสามารถดำเนินการได้โดยการประเมินประสิทธิภาพของกลยุทธ์การแทรกแซงใหม่ๆ โดยพัฒนาแนวทางแบบองค์รวมที่ครอบคลุมองค์ประกอบและเกณฑ์ของระบบต่างๆ รวมถึง ประเภท ความยั่งยืนซึ่งการผสานรวมส่วนประกอบของระบบน้ำ เช่นระบบน้ำประปาน้ำเสียและน้ำฝนจะเป็นประโยชน์[62]การจำลอง การไหลแบบ เมแทบอ ลิ ซึมในระบบน้ำในเขตเมืองยังมีประโยชน์ในการวิเคราะห์กระบวนการในวัฏจักรน้ำในเขตเมืองของการจัดการน้ำเสียแบบ IUWM [62] [63]การจัดการและกำกับดูแลทรัพยากรน้ำนั้นแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกาสำนักงานสำรวจธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกา (USGS) และพันธมิตรจะคอยตรวจสอบทรัพยากรน้ำ ดำเนินการวิจัย และแจ้งข้อมูลแก่สาธารณชนเกี่ยวกับคุณภาพน้ำใต้ดิน[64]ทรัพยากรน้ำในแต่ละประเทศมีรายละเอียดดังต่อไปนี้:
{{cite book}}
: CS1 maint: ตำแหน่งขาดผู้จัดพิมพ์ ( ลิงค์ )