Ongeveer 71 procent van het aardoppervlak is bedekt met water. Deze enorme hoeveelheid water is moeilijk voor te stellen: de totale watervoorraden van de aarde bedragen ongeveer 326 miljoen kubieke mijl, waarbij elke kubieke mijl gelijk is aan ongeveer 1 biljoen gallons van water. Om je een biljoen liter water voor te stellen, probeer je 40 miljoen zwembaden of 24 miljard baden voor te stellen. Vermenigvuldig die getallen nu met 326 miljoen!
Van al dit water is slechts ongeveer 2,5 procent zoet water: de overige 97,5 procent is zout water. Bijna 69 procent van de zoetwatervoorraden zit vast in gletsjers en ijskappen, ongeveer 30 procent is grondwater en slechts 0,27 procent is oppervlaktewater. Hoewel allerlei soorten waterbronnen belangrijk zijn voor het voortbestaan van de planeet, is toegankelijk zoet water vooral belangrijk voor de mens.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Waterbronnen zijn er in vele vormen, maar de drie hoofdcategorieën zijn zout water, grondwater en oppervlaktewater.
Zoutwaterbronnen
Zoals vermeld, is zout water overvloedig aanwezig op het oppervlak van de planeet. Op dit moment is zout water echter niet bijzonder nuttig als het gaat om de drinkwatervoorziening. Ontziltingsinstallaties, hoewel ze bestaan, zijn schaars omdat de energie die nodig is voor ontzilting het proces extreem duur maakt.
Dat gezegd hebbende, er zijn zoutwaterbronnen waarvan mensen profiteren, afgezien van prachtige uitzichten op de oceaan. Zoutwatervissen zijn een hoofdbestanddeel van een groot deel van het wereldvoedsel (hoewel overbevissing en vervuiling een groot deel van het zeeleven in gevaar hebben gebracht). Bovendien worden getijdenwateren gebruikt als een bron van hydro-elektrische energie. Dus hoewel zout water niet helpt bij het omgaan met schaarse watervoorraden, levert het wel middelen waar mensen op vertrouwen.
Grondwaterbronnen
Grondwater is de meest overvloedige van alle zoetwaterbronnen. Terwijl water door lagen aarde, klei en gesteente de grond in sijpelt, hecht een deel ervan aan de bovenste lagen om planten van water te voorzien. Dit water bevindt zich in het zogenaamde onverzadigde, of vadose, zone. De meeste poriën in de vadose-zone zijn gevuld met lucht in plaats van met water.
De zwaartekracht blijft het water door de grond naar beneden brengen. Uiteindelijk bereikt het water de verzadigde zone, waar alle poriën gevuld zijn met water. De scheiding tussen de verzadigde en onverzadigde zone wordt de grondwaterspiegel genoemd.
Aquifers zijn gebieden met doorlatend gesteente dat water vasthoudt. Meestal zijn watervoerende lagen gemaakt van gesteente met veel breuken en verbonden poriën, zoals kalksteen, zandsteen en grind. Schalie- en kleilagen zijn ondoordringbaar en vormen daarom slechte watervoerende lagen. Een watervoerende laag wordt "opgeladen" door neerslag van bovenaf die door de grond- en gesteentelagen sijpelt. Er is dus een significante interactie tussen oppervlaktewater en grondwater.
Op zijn beurt voedt grondwater oppervlaktewater via bronnen, en oppervlaktewater kan ook de grondwateraanvoer aanvullen.
Meestal is grondwater toegankelijk voor mensen via putten. Om een put te bouwen, moet men langs de grondwaterspiegel boren. In de meeste gevallen wordt een pomp in de bodem van de put geplaatst en in woningen, bedrijven en waterzuiveringsinstallaties gepompt, waar het vervolgens wordt gedispergeerd. Terwijl water uit de grond wordt gepompt, vormt zich een kegel van depressie rond de put. Het grondwater uit de omgeving verplaatst zich naar de put. Putten kunnen drooglopen in tijden van droogte, of als omliggende putten te veel water pompen, waardoor de kegel van depressie groot wordt.
Water dat uit bronnen wordt gepompt, is over het algemeen erg schoon. De lagen grond, klei en gesteente werken als een natuurlijke filter. Verontreinigingen van nabijgelegen verontreinigde bodems, lekkende ondergrondse tanks en septische systemen kunnen een put echter vervuilen, waardoor deze onbruikbaar wordt. Bovendien kan het binnendringen van zout water optreden wanneer de pompsnelheid in de buurt van een kustlijn groter is dan de oplaadsnelheid. Zout water wordt vanuit de oceaan in de kegel van depressie getrokken en komt de put binnen.
Bodemdaling, de geleidelijke bezinking van het land door continu pompen en ontwikkelen, is ook een probleem geworden omdat grondwater wordt gedolven. Dit gebeurt wanneer grondwater sneller wordt weggepompt dan het kan worden aangevuld en het sediment eronder wordt verdicht. Bodemdaling is een permanent fenomeen. Het kan structurele problemen veroorzaken aan funderingen, een verhoogde incidentie van sinkholes en overstromingsproblemen. Als klap op de vuurpijl is bodemdaling extreem kostbaar. In sommige gebieden, zoals de San Joaquin-vallei in Californië, is het land meer dan 10 meter gedaald als gevolg van grondwateronttrekking.
Oppervlaktewaterbronnen
Oppervlaktewater is het water dat aanwezig is in beken en meren. Dit water wordt voornamelijk gebruikt voor drinkwatervoorziening, recreatie, irrigatie, industrie, veeteelt, transport en waterkracht. Ruim 63 procent van de openbare watervoorziening wordt onttrokken aan oppervlaktewater. Irrigatie haalt 58 procent van haar watervoorziening uit oppervlaktewater. De industrie haalt bijna 98 procent van haar water uit oppervlaktewatersystemen. Daarom is het behoud en de kwaliteit van het oppervlaktewater van het grootste belang.
Waterscheidingsorganisaties meten continu het debiet en de kwaliteit van het oppervlaktewater. Stroomstroom wordt gecontroleerd om te waarschuwen voor overstromingen en droogte. Waterkwaliteit is erg belangrijk, aangezien het grootste deel van het water dat in de Verenigde Staten wordt gebruikt, afkomstig is van oppervlaktewater. Het is de maatstaf voor hoe geschikt het water is vanuit biologisch, chemisch en fysisch perspectief. De waterkwaliteit kan negatief worden beïnvloed door zowel natuurlijke als menselijke oorzaken: elektrische geleidbaarheid, pH, temperatuur, fosforniveaus, opgeloste zuurstofniveaus, stikstofniveaus en bacteriën worden getest als een maat voor: waterkwaliteit.
Water dat de stroom in stroomt, kan van nature sediment, puin en ziekteverwekkers dragen. Troebelheid, de maat voor gesuspendeerd sediment in een stroom, is ook een maat voor de waterkwaliteit. Hoe troebeler het water, hoe lager de waterkwaliteit.
Door de mens veroorzaakte verontreinigingen zoals benzine, oplosmiddelen, pesticiden en stikstof van vee kunnen over het land spoelen en uitspoelen naar waterwegen, waardoor de kwaliteit van nabijgelegen wateren achteruitgaat. De Clean Water Act in de Verenigde Staten beschermt de kwaliteit van de beek en legt boetes op aan degenen die bijdragen aan de achteruitgang van de waterkwaliteit. Door de watervoorziening te beschermen en te behouden, is er een grotere garantie voor toekomstige watervoorraden voor menselijk gebruik.