Nguồn nước

Nguồn nước là tất cả các dạng nước mà con người có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt, giải trí và bảo vệ môi trường. Nước ngọt đóng vai trò thiết yếu trong hầu hết các hoạt động này.

Trái Đất chứa đến 97% nước mặn, trong khi chỉ 3% còn lại là nước ngọt. Tuy nhiên, hơn 2/3 lượng nước ngọt này tồn tại ở dạng băng ở các cực. Phần còn lại chủ yếu là nước ngầm và chỉ một phần nhỏ là nước mặt và trong không khí.

Mặc dù nước ngọt là tài nguyên có thể tái tạo, nhưng nguồn cung cấp nước ngọt và sạch đang dần cạn kiệt. Nhu cầu nước đã vượt quá nguồn cung ở nhiều khu vực, trong khi dân số toàn cầu tiếp tục gia tăng. Việc bảo vệ nguồn nước cho hệ sinh thái chỉ mới được chú ý gần đây. Trong thế kỷ 20, hơn một nửa các vùng đất ngập nước đã bị mất, kéo theo sự suy giảm của các hệ sinh thái nước ngọt, vốn đa dạng sinh học hơn các hệ sinh thái biển và đất liền. Quyền sử dụng nước, hay còn gọi là water rights, là chương trình khung nhằm xác định cách phân bổ tài nguyên nước cho các nhu cầu khác nhau.

Các nguồn nước ngọt trên mặt đất

Nước mặt

Nước mặt bao gồm nước trong sông, hồ và các vùng đất ngập nước. Nguồn nước này được tiếp thêm bởi lượng mưa và mất đi qua việc chảy ra đại dương, bốc hơi hoặc thẩm thấu vào đất.

Lượng nước từ mưa được lưu trữ trong các lưu vực, và tổng lượng nước trong hệ thống phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Những yếu tố này bao gồm khả năng chứa của hồ, vùng đất ngập nước, hồ chứa nhân tạo, độ thấm của đất dưới các nguồn nước, đặc điểm của dòng chảy mặn trong lưu vực, thời gian mưa và tốc độ bốc hơi. Tất cả những yếu tố này đều ảnh hưởng đến tỷ lệ mất nước.

Các hoạt động của con người có thể ảnh hưởng mạnh mẽ hoặc đôi khi làm thay đổi các yếu tố này. Con người thường làm tăng khả năng lưu trữ nước bằng cách xây dựng các hồ chứa và giảm khả năng này bằng cách làm khô các vùng đất ngập nước. Họ cũng có thể làm tăng tốc độ và lưu lượng của dòng chảy mặt bằng việc lát đường và xây dựng kênh dẫn nước.

Tổng lượng nước tại một thời điểm là yếu tố quan trọng. Một số nhu cầu sử dụng nước theo mùa, chẳng hạn như mùa hè cần nhiều nước cho nông nghiệp hoặc phát điện, nhưng mùa mưa thì không cần nhiều nước. Để đáp ứng nhu cầu mùa hè, cần có hệ thống lưu trữ nước xuyên suốt cả năm và xả nước trong thời gian ngắn. Những đối tượng sử dụng nước khác như nhà máy điện cần nguồn nước ổn định để làm mát, vì vậy hệ thống nước mặt chỉ cần đủ lượng trong các hồ chứa khi dòng chảy trung bình nhỏ hơn nhu cầu của nhà máy.

Nước mặt tự nhiên có thể được bổ sung từ các nguồn nước khác thông qua kênh hoặc ống dẫn. Dù có thể bổ sung nhân tạo từ các nguồn khác, nhưng lượng bổ sung không đáng kể. Ô nhiễm có thể làm cho nguồn nước trở nên cạn kiệt (không thể sử dụng).

Brasil được xếp hạng là quốc gia có nguồn nước ngọt dồi dào nhất trên thế giới, tiếp theo là Nga và Canada.

Dòng chảy ngầm

Dọc theo dòng sông, nước chảy về hạ nguồn bao gồm hai dạng chính: dòng chảy trên mặt và dòng chảy ngầm trong các vết nứt của đá dưới sông (không phải nước ngầm). Ở một số thung lũng lớn, dòng chảy ngầm này có thể lớn hơn nhiều so với dòng chảy mặt. Dòng chảy ngầm thường tạo ra một bề mặt động lực học giữa nước mặt và nước ngầm thực sự, tiếp nhận nước từ nguồn nước ngầm khi tầng ngậm nước đã đầy và bổ sung nước cho tầng nước ngầm khi nước ngầm cạn kiệt. Dạng dòng chảy này thường thấy ở các khu vực karst với nhiều hố sụt và sông ngầm.

Nước ngầm

Nước ngầm là loại nước nằm dưới đất, chứa trong các lỗ rỗng của đất hoặc đá. Nó cũng có thể là nước trong các tầng ngậm nước nằm dưới mực nước ngầm. Nước ngầm thường được phân loại thành nước ngầm nông, nước ngầm sâu và nước chôn vùi.

Nước ngầm có những đặc điểm tương tự như nước mặt, bao gồm nguồn vào (bổ cấp), nguồn ra và chứa. Điểm khác biệt chính là tốc độ luân chuyển của nước ngầm chậm hơn nhiều so với nước mặt (dòng thấm chậm hơn). Khả năng giữ nước ngầm thường lớn hơn so với nước mặt về lượng nước đầu vào. Sự khác biệt này dẫn đến việc con người có thể khai thác nước ngầm mà không cần dự trữ, tuy nhiên, nếu khai thác vượt quá lượng bổ cấp, tầng chứa nước sẽ cạn kiệt và không thể phục hồi.

Nguồn nước cho nước ngầm chủ yếu là nước mặt thấm vào các tầng chứa nước. Các nguồn thoát tự nhiên bao gồm suối và nước thấm vào đại dương.

Nguồn nước ngầm có thể bị nhiễm mặn một cách tự nhiên hoặc do tác động của con người khi khai thác quá mức các tầng chứa nước gần ranh giới mặn/ngọt. Tại các khu vực ven biển, việc sử dụng nước ngầm có thể dẫn đến hiện tượng muối hóa đất do nước thấm từ nước dự trữ vào đại dương. Ngoài ra, hoạt động ô nhiễm cũng có thể làm cạn kiệt nguồn nước. Con người có thể bổ sung nước ngầm bằng cách xây dựng các hồ chứa hoặc qua các biện pháp bổ cấp nhân tạo.