Water scarcity

Map of global water stress (a symptom of water scarcity) in 2019. Water stress is the ratio of water use relative to water availability and is therefore a demand-driven scarcity.

Water scarcity (closely related to water stress or water crisis) is the lack of fresh water resources to meet the standard water demand. There are two type of water scarcity. One is physical. The other is economic water scarcity. Physical water scarcity is where there is not enough water to meet all demands. This includes water needed for ecosystems to function. Regions with a desert climate often face physical water scarcity. Central Asia, West Asia, and North Africa are examples of arid areas. Economic water scarcity results from a lack of investment in infrastructure or technology to draw water from rivers, aquifers, or other water sources. It also results from weak human capacity to meet water demand. Many people in Sub-Saharan Africa are living with economic water scarcity.

There is enough freshwater available globally and averaged over the year to meet demand. As such, water scarcity is caused by a mismatch between when and where people need water, and when and where it is available. One of the main causes of the increase in global water demand is the increase in the number of people. Others are the rise in living conditions, changing diets (to more animal products), and expansion of irrigated agriculture. Climate change (including droughts or floods), deforestation, water pollution and wasteful use of water can also mean there is not enough water. These variations in scarcity may also be a function of prevailing economic policy and planning approaches.

Water scarcity assessments look at many types of information. They include green water (soil moisture), water quality, environmental flow requirements, and virtual water trade. Water stress is one parameter to measure water scarcity. It is useful in the context of Sustainable Development Goal 6. Half a billion people live in areas with severe water scarcity throughout the year, and around four billion people face severe water scarcity at least one month per year. Half of the world's largest cities experience water scarcity. There are 2.3 billion people who reside in nations with water scarcities (meaning less than 1700 m³ of water per person per year).

There are different ways to reduce water scarcity. It can be done through supply and demand side management, cooperation between countries and water conservation. Expanding sources of usable water can help. Reusing wastewater and desalination are ways to do this. Others are reducing water pollution and changes to the virtual water trade.

Definitions

Global physical and economic water scarcity

WHAT IS WATER SCARCITY?

Some definitions of water scarcity look at environmental water requirements. This approach varies from one organization to another.

Global water consumpt concern for 0t's inhabitants i–2025, by region, in billions m³ per year

id r

al

ated concepts

There are several definitions in sciress", and "water risk". The CEO Water Mandate, an initiative of the UN Global Compact, proposed to harmonize these in 2014. In their discussion paper they state that these three terms should not be used interchangeably.

Water stress

Most water stressed countries in the world in 2020.

Some organizations define "water stress" as a broader concept. It would look at water availability, water quality and accessibility. Accessibility depends on existing infrastructure. It also depends on whether customers can afford to pay for the water. Some experts call this "economic water scarcity".

The FAO defines water stress as the "symptoms of water scarcity or shortage". Such symptoms could be "growing conflict between users, and competition for water, declining standards of reliability and service, harvest failures and food insecurity". This is measured with a range of Water Stress Indices.

A group of scientists provided another definition for water stress in 2016. "Water stress refers to the impact of high water use (either withdrawals or consumption) relative to water availability." This views water stress is as a "demand-driven scarcity".

Types

Experts have defined two types of water scarcity. One is physical water scarcity. The other is economic water scarcity. These terms were first defined in a 2007 study led by the International Water Management Institute. This examined the use of water in agriculture over the previous 50 years. It aimed to find out if the world had sufficient water resources to produce food for the growing population in the future.

Physical water scarcity

Physical water scarcity occurs when natural water resources are not enough to meet all demands. This includes water needed for ecosystems to function well. Dry regions often suffer from physical water scarcity. Human influence on climate has intensified water scarcity in areas where it was already a problem. It also occurs where water seems abundant but where resources are over-committed. One example is overdevelopment of hydraulic infrastructure. This can be for irrigation or energy generation. There are several symptoms of physical water scarcity. They include severe environmental degradation, declining groundwater and water allocations favouring some groups over others.

Experts have proposed another indicator. This is called ecological water scarcity. It considers water quantity, water quality, and environmental flow requirements.

Water is scarce in densely populated arid areas. These are projected to have less than 1000 cubic meters available per capita per year. Examples are Central and West Asia, and North Africa). A study in 2007 found that more than 1.2 billion people live in areas of physical water scarcity. This water scarcity relates to water available for food production, rather than for drinking water which is a much smaller amount.

Some academics favour adding a third type which would be called ecological water scarcity. It would focus on the water demand of ecosystems. It would refer to the minimum quantity and quality of water discharge needed to maintain sustainable and functional ecosystems. Some publications argue that this is simply part of the definition of physical water scarcity.

Economic water scarcity

People collect clean drinking water from a tapstand in the town of Ghari Kharo, in western Sindh Province in Pakistan.

Economic water scarcity is due to a lack of investment in infrastructure or technology to draw water from rivers, aquifers, or other water sources. It also reflects insufficient human capacity to meet the demand for water. It causes people without reliable water access to travel long distances to fetch water for household and agricultural uses. Such water is often unclean.

The United Nations Development Programme says economic water scarcity is the most common cause of water scarcity. This is because most countries or regions have enough water to meet household, industrial, agricultural, and environmental needs. But they lack the means to provide it in an accessible manner. Around a fifth of the world's population currently live in regions affected by physical water scarcity.

A quarter of the world's population is affected by economic water scarcity. It is a feature of much of Sub-Saharan Africa. So better water infrastructure there could help to reduce poverty. Investing in water retention and irrigation infrastructure would help increase food production. This is especially the case for developing countries that rely on low-yield agriculture. Providing water that is adequate for consumption would also benefit public health. This is not only a question of new infrastructure. Economic and political intervention are necessary to tackle poverty and social inequality. The lack of funding means there is a need for planning.

The emphasis is usually on improving water sources for drinking and domestic purposes. But more water is used for purposes such as bathing, laundry, livestock and cleaning than drinking and cooking. This suggests that too much emphasis on drinking water addresses only part of the problem. So it can limit the range of solutions available.

Related concepts

Water security

This section is an excerpt from Water security.[edit]

The aim of water security is to make the most of water's benefits for humans and ecosystems. The second aim is to limit the risks of destructive impacts of water to an acceptable level. These risks include for example too much water (flood), too little water (drought and water scarcity) or poor quality (polluted) water. People who live with a high level of water security always have access to "an acceptable quantity and quality of water for health, livelihoods and production". For example, access to water, sanitation and hygiene services is one part of water security. Some organizations use the term water security more narrowly for water supply aspects only.

A typical dry lakebed is seen in California, which is experiencing its worst megadrought in 1,200 years, precipitated by climate change, and is therefore water rationing. Water scarcity and lack of water security present an existential threat.

Water risk

This section is an excerpt from Water security § Water risk.[edit]

Water risk refers to the possibility of problems to do with water. Examples are water scarcity, water stress, flooding, infrastructure decay and drought. There exists an inverse relationship between water risk and water security. This means as water risk increases, water security decreases. Water risk is complex and multilayered. It includes risks flooding and drought. These can lead to infrastructure failure and worsen hunger. When these disasters take place, they result in water scarcity or other problems. The potential economic effects of water risk are important to note. Water risks threaten entire industries. Examples are the food and beverage sector, agriculture, oil and gas and utilities. Agriculture uses 69% of total freshwater in the world. So this industry is very vulnerable to water stress.

Challenges

Lake Chad has shrunk by 90% since the 1960s.

Simple indicators

There are several indicators for measuring water scarcity. One is the water use to availability ratio. This is also known as the criticality ratio. Another is the IWMI Indicator. This measures physical and economic water scarcity. Another is the water poverty index.

"Water stress" is a criterion to measure water scarcity. Experts use it in the context of Sustainable Development Goal 6. A report by the FAO in 2018 provided a definition of water stress. It described it as "the ratio between total freshwater withdrawn (TFWW) by all major sectors and total renewable freshwater resources (TRWR), after taking into account environmental flow requirements (EFR)". This means that the value for TFWW is divided by the difference between TRWR minus EFR. Environmental flows are water flows required to sustain freshwater and estuarine ecosystems. A previous definition in Millennium Development Goal 7, target 7.A, was simply the proportion of total water resources used, without taking EFR into consideration. This definition sets out several categories for water stress. Below 10% is low stress; 10-20% is low-to-medium; 20-40% medium-to-high; 40-80% high; above 80% very high.

Indicators are used to measure the extent of water scarcity. One way to measure water scarcity is to calculate the amount of water resources available per person each year. One example is the "Falkenmark Water Stress Indicator". This was developed by Malin Falkenmark. This indicator says a country or region experiences "water stress" when annual water supplies drop below 1,700 cubic meters per person per year. Levels between 1,700 and 1,000 cubic meters will lead to periodic or limited water shortages. When water supplies drop below 1,000 cubic meters per person per year the country faces "water scarcity". However, the Falkenmark Water Stress Indicator does not help to explain the true nature of water scarcity.

Renewable freshwater resources

Main article: List of countries by total renewable water resources

It is also possible to measure water scarcity by looking at renewable freshwater. Experts use it when evaluating water scarcity. This metric can describe the total available water resources each country contains. This total available water resource gives an idea of whether a country tend to experience physical water scarcity. This metric has a drawback because it is an average. Precipitation delivers water unevenly across the planet each year. So annual renewable water resources vary from year to year. This metric does not describe how easy it is for individuals, households, industries or government to access water. Lastly this metric gives a description of a whole country. So it does not accurately portray whether a country is experiencing water scarcity. For example, Canada and Brazil both have very high levels of available water supply. But they still face various water-related problems. Some tropical countries in Asia and Africa have low levels of freshwater resources.

More sophisticated indicators

Average ecological water scarcity at the provincial level in China 2016-2019.

Water scarcity assessments must include several types of information. They include data on green water (soil moisture), water quality, environmental flow requirements, globalisation, and virtual water trade. Since the early 2000s, water scarcity assessments have used more complex models. These benefit from spatial analysis tools. Green-blue water scarcity is one of these. Footprint-based water scarcity assessment is another. Another is cumulative abstraction to demand ratio, which considers temporal variations. Further examples are LCA-based water stress indicators and integrated water quantity–quality environment flow. Since the early 2010s assessments have looked at water scarcity from both quantity and quality perspectives.

Experts have proposed a further indicator. This is called ecological water scarcity. It considers water quantity, water quality, and environmental flow requirements. Results from a modelling study in 2022 show that northern China suffered more severe ecological water scarcity than southern China. The driving factor of ecological water scarcity in most provinces was water pollution rather than human water use.

A successful assessment will bring together experts from several scientific discipline. These include the hydrological, water quality, aquatic ecosystem science, and social science communities.

Available water

Children fetch water from a muddy stream in a rural area during dry season. The water is taken back home and undergoes filtration and other treatments before usage.

Global use of freshwater, 2016 FAO data

Main articles: Water resources, Fresh water, and Water supply

The United Nations estimates that only 200,000 cubic kilometers of the total 1.4 billion cubic kilometers of water on Earth is freshwater available for human consumption. A mere 0.014% of all water on Earth is both fresh and easily accessible. Of the remaining water, 97% is saline, and a little less than 3% is difficult to access. The fresh water available to us on the planet is around 1% of the total water on earth. The total amount of easily accessible freshwater on Earth is 14,000 cubic kilometers. This takes the form of surface water such as rivers and lakes or groundwater, for example in aquifers. Of this total amount, humanity uses and resuses just 5,000 cubic kilometers. Technically, there is a sufficient amount of freshwater on a global scale. So in theory there is more than enough freshwater available to meet the demands of the current world population of 8 billion people. There is even enough to support population growth to 9 billion or more. But unequal geographical distribution and unequal consumption of water makes it a scarce resource in some regions and groups of people.

Rivers and lakes provide common surface sources of freshwater. But other water resources such as groundwater and glaciers have become more developed sources of freshwater. They have become the main source of clean water. Groundwater is water that has pooled below the surface of the Earth. It can provide a usable quantity of water through springs or wells. These areas of groundwater are also known as aquifers. It is becoming harder to use conventional sources because of pollution and climate change. So people are drawing more and more on these other sources. Population growth is encouraging greater use of these types of water resources.

Scale

Current estimates

In 2019 the World Economic Forum listed water scarcity as one of the largest global risks in terms of potential impact over the next decade. Water scarcity can take several forms. One is a failure to meet demand for water, partially or totally. Other examples are economic competition for water quantity or quality, disputes between users, irreversible depletion of groundwater, and negative impacts on the environment.

About half of the world's population currently experience severe water scarcity for at least some part of the year. Half a billion people in the world face severe water scarcity all year round. Half of the world's largest cities experience water scarcity. Almost two billion people do not currently have access to clean drinking water.

A study in 2016 calculated that the number of people suffering from water scarcity increased from 0.24 billion or 14% of global population in the 1900s to 3.8 billion (58%) in the 2000s. This study used two concepts to analyse water scarcity. One is shortage, or impacts due to low availability per capita. The other is stress, or impacts due to high consumption relative to availability.

Future predictions

Girls of squatter settlement in Dharan collect water from river

In the 20th century, water use has been growing at more than twice the rate of the population increase. Specifically, water withdrawals are likely to rise by 50 percent by 2025 in developing countries, and 18 per cent in developed countries. One continent, for example, Africa, has been predicted to have 75 to 250 million inhabitants lacking access to fresh water. By 2025, 1.8 billion people will be living in countries or regions with absolute water scarcity, and two-thirds of the world population could be under stress conditions. By 2050, more than half of the world's population will live in water-stressed areas, and another billion may lack sufficient water, MIT researchers find.

With the increase in global temperatures and an increase in water demand, six out of ten people are at risk of being water-stressed. The drying out of wetlands globally, at around 67%, was a direct cause of a large number of people at risk of water stress. As global demand for water increases and temperatures rise, it is likely that two thirds of the population will live under water stress in 2025.

According to a projection by the United Nations, by 2040, there can be about 4.5 billion people affected by a water crisis (or water scarcity). Additionally, with the increase in population, there will be a demand for food, and for the food output to match the population growth, there would be an increased demand for water to irrigate crops. The World Economic Forum estimates that global water demand will surpass global supply by 40% by 2030. Increasing the water demand as well as increasing the population results in a water crisis where there is not enough water to share in healthy levels. The crises are not only due to quantity but quality also matters.

A study found that 6-20% of about 39 million groundwater wells are at high risk of running dry if local groundwater levels decline by a few meters. In many areas and with possibly more than half of major aquifers this would apply if they simply continue to decline.

Impacts

There are several impacts and symptoms of water scarcity. These include serious restrictions on water use. Others are growing conflict between users, growing competition for water, declining standards of reliability and service, harvest failures and food insecurity.

There are several examples:

• Food insecurity in the Middle East and North Africa Region
• Inadequate access to safe drinking water for about 885 million people
• Groundwater overdrafting (excessive use) leading to diminished agricultural yields
• Overuse and pollution of water resources harming ecosystems and biodiversity
• Regional conflicts over scarce water resources sometimes resulting in warfare.

Water supply shortages

See also: WASH

Controllable factors such as the management and distribution of the water supply can contribute to scarcity. A 2006 United Nations report focuses on issues of governance as the core of the water crisis. The report noted that: "There is enough water for everyone". It also said: "Water insufficiency is often due to mismanagement, corruption, lack of appropriate institutions, bureaucratic inertia and a shortage of investment in both human capacity and physical infrastructure".

Economists and others have argued that a lack of property rights, government regulations and water subsidies have given rise to the situation with water. These factors cause prices to be too low and consumption too high, making a point for water privatization.

The clean water crisis is an emerging global crisis affecting approximately 785 million people around the world. 1.1 billion people lack access to water and 2.7 billion experience water scarcity at least one month in a year. 2.4 billion people suffer from contaminated water and poor sanitation. Contamination of water can lead to deadly diarrheal diseases such as cholera and typhoid fever and other waterborne diseases. These account for 80% of illnesses around the world.

Environment

Deforestation of the Madagascar Highland Plateau has led to extensive siltation and unstable flows of western rivers.

Using water for domestic, food and industrial uses has major impacts on ecosystems in many parts of the world. This can apply even to regions not considered "water scarce". Water scarcity damages the environment in many ways. These include adverse effects on lakes, rivers, ponds, wetlands and other fresh water resources. Thus results in water overuse because water is scarce. This often occurs in areas of irrigation agriculture. It can harm the environment in several ways. This includes increased salinity, nutrient pollution, and the loss of floodplains and wetlands. Water scarcity also makes it harder to use flow to rehabilitate urban streams.

An abandoned ship in the former Aral Sea, near Aral, Kazakhstan

Through the last hundred years, more than half of the Earth's wetlands have been destroyed and have disappeared. These wetlands are important as the habitats of numerous creatures such as mammals, birds, fish, amphibians, and invertebrates. They also support the growing of rice and other food crops. And they provide water filtration and protection from storms and flooding. Freshwater lakes such as the Aral Sea in central Asia have also suffered. It was once the fourth largest freshwater lake in the world. But it has lost more than 58,000 square km of area and vastly increased in salt concentration over the span of three decades.

Subsidence is another result of water scarcity. The U.S. Geological Survey estimates that subsidence has affected more than 17,000 square miles in 45 U.S. states, 80 percent of it due to groundwater usage.

Vegetation and wildlife need sufficient freshwater. Marshes, bogs and riparian zones are more clearly dependent upon sustainable water supply. Forests and other upland ecosystems are equally at risk as water becomes less available. In the case of wetlands, a lot of ground has been simply taken from wildlife use to feed and house the expanding human population. Other areas have also suffered from a gradual fall in freshwater inflow as upstream water is diverted for human use.

Causes and contributing factors

Population growth

Main article: Population growth

Around fifty years ago, the common view was that water was an infinite resource. At that time, there were fewer than half the current number of people on the planet. People were not as wealthy as today, consumed fewer calories and ate less meat, so less water was needed to produce their food. They required a third of the volume of water we presently take from rivers. Today, the competition for water resources is much more intense. This is because there are now seven billion people on the planet and their consumption of water-thirsty meat is rising. And industry, urbanization, biofuel crops, and water reliant food items are competing more and more for water. In the future, even more water will be needed to produce food because the Earth's population is forecast to rise to 9 billion by 2050.

In 2000, the world population was 6.2 billion. The UN estimates that by 2050 there will be an additional 3.5 billion people, with most of the growth in developing countries that already suffer water stress. This will increase demand for water unless there are corresponding increases in water conservation and recycling. In building on the data presented here by the UN, the World Bank goes on to explain that access to water for producing food will be one of the main challenges in the decades to come. It will be necessary to balance access to water with managing water in a sustainable way. At the same time it will be necessary to take the impact of climate change and other environmental and social variables into account.

In 60% of European cities with more than 100,000 people, groundwater is being used at a faster rate than it can be replenished.

Over-exploitation of groundwater

Main article: Groundwater

Pivot irrigation in Saudi Arabia, April 1997. Saudi Arabia is suffering from a major depletion of the water in its underground aquifers.

The increase in the number of people is increasing competition for water. This is depleting many of the world's major aquifers. It has two causes. One is direct human consumption. The other is agricultural irrigation. Millions of pumps of all sizes are currently extracting groundwater throughout the world. Irrigation in dry areas such as northern China, Nepal and India draws on groundwater. And it is extracting groundwater at an unsustainable rate. Many cities have experienced aquifer drops of between 10 and 50 meters. They include Mexico City, Bangkok, Beijing, Chennai and Shanghai.

Until recently, groundwater was not a highly used resource. In the 1960s, more and more groundwater aquifers developed. Improved knowledge, technology and funding have made it possible to focus more on drawing water from groundwater resources instead of surface water. These made the agricultural groundwater revolution possible. They expanded the irrigation sector which made it possible to increase food production and development in rural areas. Groundwater supplies nearly half of all drinking water in the world. The large volumes of water stored underground in most aquifers have a considerable buffer capacity. This makes it possible to withdraw water during periods of drought or little rainfall. This is crucial for people that live in regions that cannot depend on precipitation or surface water for their only supplies. It provides reliable access to water all year round. As of 2010, the world's aggregated groundwater abstraction is estimated at 1,000 km³ per year. Of this 67% goes on irrigation, 22% on domestic purposes and 11% on industrial purposes. The top ten major consumers of abstracted water make up 72% of all abstracted water use worldwide. They are India, China, United States of America, Pakistan, Iran, Bangladesh, Mexico, Saudi Arabia, Indonesia, and Italy.

Goundwater sources are quite plentiful. But one major area of concern is the renewal or recharge rate of some groundwater sources. Extracting from non-rewable groundwater sources could exhaust them if they are not properly monitored and managed. Increasing use of groundwater can also reduce water quality over time. Groundwater systems often show falls in natural outflows, stored volumes, and water levels as well as water degradation. Groundwater depletion can cause harm in many ways. These include more costly groundwater pumping and changes in salinity and other types of water quality. They can also lead to land subsidence, degraded springs and reduced baseflows.

Expansion of agricultural and industrial users

About 1.9 trillion gallons of water are consumed within the Colorado River basin in a typical year, contributing to a severe water shortage and causing states to reach a conservation and resource-sharing agreement with the federal government. Most of the Colorado River basin water used by humans is used to grow feed for livestock—more than four times the amount used for crops for direct human consumption.

The main cause of water scarcity as a result of consumption is the extensive use of water in agriculture/livestock breeding and industry. People in developed countries generally use about 10 times more water a day than people in developing countries. A large part of this is indirect use in water-intensive agricultural and industrial production of consumer goods. Examples are fruit, oilseed crops and cotton. Many of these production chains are globalized, So a lot of water consumption and pollution in developing countries occurs to produce goods for consumption in developed countries.

Many aquifers have been over-pumped and are not recharging quickly. This does not use up the total fresh water supply. But it means that much has become polluted, salted, unsuitable or otherwise unavailable for drinking, industry and agriculture. To avoid a global water crisis, farmers will have to increase productivity to meet growing demands for food. At the same time industry and cities find will have to find ways to use water more efficiently.

Business activities such as tourism are continuing to expand. They create a need for increases in water supply and sanitation. This in turn can lead to more pressure on water resources and natural ecosystems. The approximate 50% growth in world energy use by 2040 will also increase the need for efficient water use. It may means some water use shifts from irrigation to industry. This is because thermal power generation uses water for steam generation and cooling.

Water pollution

This section is an excerpt from Water pollution.[edit]

Water pollution (or aquatic pollution) is the contamination of water bodies, with a negative impact on their uses. It is usually a result of human activities. Water bodies include lakes, rivers, oceans, aquifers, reservoirs and groundwater. Water pollution results when contaminants mix with these water bodies. Contaminants can come from one of four main sources. These are sewage discharges, industrial activities, agricultural activities, and urban runoff including stormwater. Water pollution may affect either surface water or groundwater. This form of pollution can lead to many problems. One is the degradation of aquatic ecosystems. Another is spreading water-borne diseases when people use polluted water for drinking or irrigation. Water pollution also reduces the ecosystem services such as drinking water provided by the water resource.

Sources of water pollution are either point sources or non-point sources. Point sources have one identifiable cause, such as a storm drain, a wastewater treatment plant or an oil spill. Non-point sources are more diffuse. An example is agricultural runoff. Pollution is the result of the cumulative effect over time. Pollution may take many forms. One would is toxic substances such as oil, metals, plastics, pesticides, persistent organic pollutants, and industrial waste products. Another is stressful conditions such as changes of pH, hypoxia or anoxia, increased temperatures, excessive turbidity, or changes of salinity). The introduction of pathogenic organisms is another. Contaminants may include organic and inorganic substances. A common cause of thermal pollution is the use of water as a coolant by power plants and industrial manufacturers.

Изменение климата

Дополнительная информация: Влияние изменения климата на водный цикл и водную безопасность § Изменение климата.

Изменение климата может оказать большое влияние на водные ресурсы во всем мире из-за тесной связи между климатом и гидрологическим циклом . Повышение температуры увеличит испарение и приведет к увеличению количества осадков. Однако будут наблюдаться региональные различия в количестве осадков . Как засухи , так и наводнения могут стать более частыми и более серьезными в разных регионах в разное время. В более теплом климате, как правило, будет меньше снегопадов и больше осадков. изменения в снегопадах и таянии снега Также произойдут в горных районах. Более высокие температуры также повлияют на качество воды, но ученые не до конца понимают это. Возможные последствия включают усиление эвтрофикации . Изменение климата также может повысить спрос на ирригационные системы в сельском хозяйстве. В настоящее время имеется достаточно доказательств того, что усиление гидрологической изменчивости и изменение климата оказали глубокое влияние на водный сектор и будут продолжать оказывать это влияние. Это проявится в гидрологическом цикле, доступности воды, спросе на воду и водораспределении на глобальном, региональном, бассейновом и местном уровнях.

ООН ФАО заявляет, что к 2025 году 1,9 миллиарда человек будут жить в странах или регионах с абсолютной нехваткой воды. В нем говорится, что две трети населения мира могут находиться в состоянии стресса. Всемирный банк заявляет, что изменение климата может глубоко изменить будущие модели доступности и использования воды. Это усугубит водный стресс и отсутствие безопасности на глобальном уровне и в секторах, которые зависят от воды.

Ученые обнаружили, что изменение численности населения в четыре раза важнее, чем долгосрочное изменение климата, с точки зрения его воздействия на нехватку воды.

Отступление горных ледников

Этот раздел представляет собой отрывок из книги «Отступление ледников с 1850 года § Водоснабжение» . [ редактировать ]

Продолжающееся отступление ледников будет иметь ряд различных количественных последствий. В районах, которые сильно зависят от стока воды с ледников, которые тают в теплые летние месяцы, продолжение нынешнего отступления в конечном итоге приведет к истощению ледникового льда и существенно уменьшит или устранит сток. Сокращение стока повлияет на возможность орошения сельскохозяйственных культур и уменьшит летние стоки, необходимые для пополнения плотин и водохранилищ. Эта ситуация особенно остра для орошения в Южной Америке, где многочисленные искусственные озера заполняются почти исключительно талыми ледниками. Страны Центральной Азии также исторически зависели от сезонной талой воды ледников для орошения и питьевого водоснабжения. В Норвегии, Альпах и на тихоокеанском северо-западе Северной Америки ледниковый сток важен для гидроэнергетики .

В Гималаях отступающие ледники могут сократить летние потоки воды на две трети. В районе Ганга это приведет к нехватке воды для 500 миллионов человек. В районе Гиндукуша в Гималаях около 1,4 миллиарда человек зависят от пяти основных рек Гималаев. Хотя воздействие будет варьироваться от места к месту, количество талой воды , вероятно, сначала увеличится по мере отступления ледников. Затем она будет постепенно уменьшаться за счет падения ледниковой массы.

Варианты улучшений

Управление спросом и предложением

Основные статьи: Управление водными ресурсами и Комплексное управление водными ресурсами.

В обзоре 2006 года говорилось: «На удивление трудно определить, действительно ли воды не хватает в физическом смысле в глобальном масштабе (проблема предложения) или она доступна, но ее следует использовать лучше (проблема спроса)».

Международная группа ресурсов ООН заявляет, что правительства вложили значительные средства в неэффективные решения. Это мегапроекты, такие как плотины , каналы, акведуки , трубопроводы и водохранилища. Они, как правило, не являются ни экологически устойчивыми, ни экономически жизнеспособными. По мнению группы, наиболее экономически эффективным способом отделения использования воды от экономического роста является правительствами создание целостных водными ресурсами планов управления . Они будут учитывать весь водный цикл: от источника до распределения, экономического использования, очистки , переработки , повторного использования и возврата в окружающую среду.

В целом воды достаточно в годовом и глобальном масштабе. Проблема скорее в вариациях поставок по времени и по регионам. Резервуары и трубопроводы будут справляться с этим переменным водоснабжением. Необходима хорошо спланированная инфраструктура с управлением спросом. Управление как со стороны предложения, так и со стороны спроса имеет свои преимущества и недостатки.

Сотрудничество между странами

Дополнительная информация: Водный конфликт и международные воды.

Отсутствие сотрудничества может привести к региональным водным конфликтам . Особенно это касается развивающихся стран . Основная причина – споры относительно наличия, использования и управления водными ресурсами. Одним из примеров является спор между Египтом и Эфиопией по поводу плотины Великого эфиопского возрождения, который обострился в 2020 году. Египет рассматривает плотину как реальную угрозу, опасаясь, что плотина уменьшит количество воды, получаемой из Нила .

Экономия воды

Этот раздел представляет собой отрывок из книги « Сохранение водных ресурсов» . [ редактировать ]

Почтовая марка США 1960 года, пропагандирующая сохранение воды

Сохранение воды направлено на устойчивое управление природными ресурсами пресной воды , защиту гидросферы и удовлетворение текущих и будущих потребностей человека . Экономия воды позволяет избежать дефицита воды. Он охватывает всю политику, стратегии и действия, направленные на достижение этих целей. Численность населения, размер домохозяйства, рост и благосостояние – все это влияет на то, сколько воды используется.

Изменение климата и другие факторы увеличили нагрузку на природные водные ресурсы . Это особенно касается промышленности и сельскохозяйственного орошения . Многие страны успешно реализовали политику по сохранению водных ресурсов. Существует несколько ключевых мероприятий по экономии воды. Одним из них является выгодное сокращение потерь воды , использования и растраты ресурсов. Другой – избегать любого ущерба качеству воды . Третьим является совершенствование методов управления водными ресурсами , которые сокращают или повышают полезное использование воды.

Расширение источников полезной воды

Этот раздел представляет собой отрывок из статьи « Водные ресурсы § Искусственные источники полезной воды» . [ редактировать ]

Есть несколько искусственных источников пресной воды. Один из них – очищенные сточные воды ( регенерированная вода ). Другой — генераторы атмосферной воды . Опресненная морская вода является еще одним важным источником. Важно учитывать экономические и экологические побочные эффекты этих технологий.

Очистка сточных вод и оборотная вода

Этот раздел представляет собой отрывок из книги «Освоенная вода» . [ редактировать ]

Рекультивация воды – это процесс преобразования городских сточных вод или сточных вод, а также промышленных сточных вод в воду, которую можно повторно использовать для различных целей. Это также называется повторным использованием сточных вод, повторным использованием воды или рециркуляцией воды. Существует много типов повторного использования. Таким образом можно повторно использовать воду в городах или для орошения в сельском хозяйстве. Другими типами повторного использования являются повторное использование в окружающей среде, промышленное повторное использование и повторное использование питьевой воды, запланированное или нет. Повторное использование может включать орошение садов и сельскохозяйственных полей или пополнение поверхностных и грунтовых вод . Последнее также известно как пополнение подземных вод . Повторно используемая вода также служит различным потребностям в жилых домах, например, для смыва туалетов , на предприятиях и в промышленности. Возможна очистка сточных вод до стандартов питьевой воды . Впрыскивание очищенной воды в систему водоснабжения известно как прямое повторное использование питьевой воды. Питьевая очищенная вода нетипична. Повторное использование очищенных городских сточных вод для орошения является давней практикой. Особенно это касается засушливых стран. Повторное использование сточных вод как часть устойчивого управления водными ресурсами позволяет воде оставаться альтернативным источником воды для человеческой деятельности. Это может уменьшить дефицит. Это также снижает нагрузку на грунтовые воды и другие природные водоемы.

Этот раздел представляет собой отрывок из статьи «Очистка сточных вод» . [ редактировать ]

Очистка сточных вод – это процесс, который удаляет и устраняет загрязнения из сточных вод . Таким образом, он преобразует его в сточные воды , которые можно вернуть в водный цикл . Вернувшись в круговорот воды, сточные воды оказывают приемлемое воздействие на окружающую среду. Также возможно повторное использование. Этот процесс называется рекультивацией воды . Процесс очистки происходит на очистных сооружениях. Существует несколько видов сточных вод, которые очищаются на очистных сооружениях соответствующего типа. Для бытовых сточных вод очистные сооружения называются очистными сооружениями . Муниципальные сточные воды или сточные воды — это другие названия бытовых сточных вод. Очистка промышленных сточных вод осуществляется на отдельных очистных сооружениях промышленных сточных вод или на очистных сооружениях. В последнем случае обычно следует предварительная обработка. Другие типы станций очистки сточных вод включают станции очистки сельскохозяйственных сточных вод и очистные сооружения .

Одним из распространенных процессов очистки сточных вод является разделение фаз, например седиментация. Еще одним примером являются биологические и химические процессы, такие как окисление. Полировка также является примером. Основным побочным продуктом очистных сооружений является тип осадка, который обычно обрабатывается на том же или другом очистном сооружении. Биогаз может быть еще одним побочным продуктом, если в процессе используется анаэробная обработка. Очищенные сточные воды могут быть повторно использованы в качестве оборотной воды . Основная цель очистки сточных вод заключается в том, чтобы очищенные сточные воды можно было безопасно утилизировать или повторно использовать. Однако перед очисткой необходимо рассмотреть варианты утилизации или повторного использования, чтобы использовать правильный процесс очистки сточных вод. Бангладеш официально открыл крупнейшую станцию ​​очистки сточных вод (СТП) в Южной Азии, расположенную в районе Хилгаон столицы Дакки. STP имеет мощность очистки пяти миллионов тонн сточных вод в день. Это знаменует собой значительный шаг на пути к решению проблем управления сточными водами в стране.

Опреснение

Этот раздел представляет собой отрывок из книги «Опреснение» . [ редактировать ]

Опреснение – это процесс удаления минеральных компонентов из соленой воды . В более общем смысле опреснение — это удаление солей и минералов из вещества. Одним из примеров является опреснение почвы . Это важно для сельского хозяйства. Можно опреснять соленую воду , особенно морскую , для производства воды для потребления человеком или орошения . Побочным продуктом процесса опреснения является рассол . Многие морские корабли и подводные лодки используют опреснение. Современный интерес к опреснению в основном сосредоточен на экономически эффективном обеспечении пресной водой для нужд человека. Наряду с переработанными сточными водами , это один из немногих водных ресурсов, независимых от осадков.

Виртуальная торговля водой

Этот раздел представляет собой отрывок из книги «Виртуальная вода» . [ редактировать ]

Виртуальная торговля водой – это скрытый поток воды в продуктах питания или других товарах , которые продаются из одного места в другое. Другие термины для этого — внедренная или воплощенная вода. Виртуальная торговля водой – это идея, согласно которой виртуальная вода обменивается вместе с товарами и услугами. Эта идея обеспечивает новый, расширенный взгляд на водные проблемы. Он уравновешивает различные точки зрения, основные условия и интересы. Эта концепция позволяет различать глобальный, региональный и локальный уровни и их связи. Однако использование виртуальных оценок воды не может служить руководством для политиков, стремящихся обеспечить достижение экологических целей.

Например, зерновые культуры были основными носителями виртуальной воды в странах, где водные ресурсы ограничены. Таким образом, импорт зерновых может компенсировать местный дефицит воды. Однако страны с низкими доходами, возможно, не смогут позволить себе такой импорт в будущем. Это может привести к отсутствию продовольственной безопасности и голоду .

Региональные примеры

Обзор регионов

Женщина из Южной Азии несет воду на голове, 2016 г.

После аннексии Крыма Россией Украина заблокировала Северо-Крымский канал , который обеспечивал 85% пресной воды Крыма.

Консультативная группа по международным сельскохозяйственным исследованиям (CGIAR) опубликовала карту, на которой показаны страны и регионы, испытывающие наибольшую нехватку воды. Это Северная Африка , Ближний Восток , Индия , Центральная Азия , Китай , Чили , Колумбия , Южная Африка , Канада и Австралия . Дефицит воды также увеличивается в Южной Азии . По состоянию на 2016 год около четырех миллиардов человек, или две трети населения мира, столкнулись с острой нехваткой воды.

Более развитые страны Северной Америки , Европы и России в целом не увидят серьёзной угрозы водоснабжению к 2025 году. И дело не только в их относительном богатстве. Их население также будет в большей степени соответствовать имеющимся водным ресурсам. Северная Африка, Ближний Восток, Южная Африка и северный Китай столкнутся с очень серьезной нехваткой воды. Это происходит из-за физической нехватки воды и слишком большого количества людей для имеющейся воды. Большая часть Южной Америки , Африки к югу от Сахары , южный Китай и Индия столкнутся с нехваткой воды к 2025 году. В этих регионах нехватка воды будет вызвана экономическими ограничениями на разработку безопасной питьевой воды и чрезмерным ростом населения .

Африка

о водном кризисе в Кейптауне Предупреждение

Оценка на 2025 год: ожидается, что 25 африканских стран будут страдать от нехватки воды или водного стресса.

Этот раздел представляет собой выдержку из статьи « Нехватка воды в Африке» . [ редактировать ]

Основными причинами нехватки воды в Африке являются физическая и экономическая нехватка воды, быстрый рост населения и влияние изменения климата на круговорот воды . Дефицит воды – это нехватка ресурсов пресной воды для удовлетворения стандартного спроса на воду . Осадки в странах Африки к югу от Сахары носят ярко выраженный сезонный характер и распределяются неравномерно, что приводит к частым наводнениям и засухам .

В 2012 году Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций сообщила, что растущая нехватка воды в настоящее время является одной из главных проблем устойчивого развития . Это связано с тем, что все большее число речных бассейнов достигает условий нехватки воды. Причинами этого являются совокупные потребности сельского хозяйства и других секторов. Дефицит воды в Африке имеет несколько последствий. Они варьируются от здравоохранения, особенно затрагивающего женщин и детей, до образования, производительности сельского хозяйства и устойчивого развития. Это также может привести к новым водным конфликтам .

Западная Африка и Северная Африка

Дефицит воды в Йемене (см.: Водоснабжение и канализация в Йемене ) является растущей проблемой. Среди причин – рост населения и изменение климата. Другими являются плохое управление водными ресурсами, изменения в количестве осадков, ухудшение водной инфраструктуры, плохое управление и другие антропогенные последствия. По состоянию на 2011 год нехватка воды имеет политические, экономические и социальные последствия в Йемене. По состоянию на 2015 год Йемен — одна из стран, наиболее страдающих от нехватки воды. Большинство жителей Йемена испытывают нехватку воды как минимум один месяц в году.

В некоторых сообщениях в Нигерии предполагается, что усиление сильной жары, засухи и высыхание озера Чад вызывают нехватку воды и экологическую миграцию. Это вынуждает тысячи людей мигрировать в соседний Чад и города.

Азия

В крупном докладе более 200 исследователей, опубликованном в 2019 году, говорится, что к 2100 году гималайские ледники могут потерять 66 процентов своего льда. Эти ледники являются истоками Азии крупнейших рек – Ганга , Инда , Брахмапутры , Янцзы , Меконга , Салуина и Желтой . проживает около 2,4 миллиарда человек . В бассейне гималайских рек Индия, Китай, Пакистан, Бангладеш , Непал и Мьянма В ближайшие десятилетия могут столкнуться с наводнениями, за которыми последуют засухи. Только в Индии Ганг обеспечивает водой для питья и ведения сельского хозяйства более 500 миллионов человек.

Даже несмотря на перекачку своих водоносных горизонтов , Китай испытывает дефицит зерна. Когда это произойдет, это почти наверняка приведет к росту цен на зерно. Большая часть из 3 миллиардов человек, которые, по прогнозам, добавятся во всем мире к середине столетия, родятся в странах, уже испытывающих нехватку воды. Если не удастся быстро замедлить рост населения, есть опасения, что не существует практического ненасильственного или гуманного решения возникающей в мире нехватки воды.

Весьма вероятно, что изменение климата в Турции приведет к тому, что ее южные речные бассейны будут испытывать дефицит воды до 2070 года, а также к усилению засухи в Турции .

Америка

См. Также: Нехватка воды в Соединенных Штатах.

Фолсом-Лейк Водохранилище во время засухи в Калифорнии в 2015 году.

В долине Рио-Гранде интенсивный агробизнес усугубил нехватку воды. Это вызвало юрисдикционные споры относительно прав на воду по обе стороны границы США и Мексики . Такие ученые, как Арман Пешар-Свердруп из Мексики , утверждают, что эта напряженность создала потребность в новом стратегическом транснациональном управлении водными ресурсами . Некоторые сравнили эти споры с войной за истощение природных ресурсов .

Западное побережье Северной Америки , которое получает большую часть воды из ледников горных хребтов, таких как Скалистые горы и Сьерра-Невада , также уязвимо.

Австралия

Безусловно, большая часть Австралии — это пустыни или полузасушливые земли, широко известные как глубинка . Ограничения на воду действуют во многих регионах и городах Австралии в ответ на хроническую нехватку воды, вызванную засухой . Эколог Тим Флэннери предсказал, что Перт в Западной Австралии может стать первым в мире мегаполисом -призраком . «Это означало бы, что это заброшенный город, в котором больше нет воды для поддержания жизни населения», — сказал Фланнери, ставший австралийцем 2007 года . В 2010 году в Перте произошла вторая самая засушливая зима за всю историю наблюдений. а водная корпорация ужесточила ограничения на воду весной.

Некоторые страны уже доказали, что отделить использование воды от экономического роста возможно. Например, в Австралии потребление воды снизилось на 40% в период с 2001 по 2009 год, в то время как экономика выросла более чем на 30%.

По стране

Дефицит воды или водный кризис в отдельных странах:

Общество и культура

Глобальные цели

Забор пресной воды как доля внутренних ресурсов в 2014 г. Водный стресс определяется следующими категориями: <10% – низкий стресс; 10-20% — от низкого до среднего; 20–40 % от среднего до высокого; 40-80% высокий; >80% чрезвычайно высокий.

Основная статья: Цель 6 устойчивого развития

Цель 6 устойчивого развития направлена ​​на обеспечение чистой воды и санитарии для всех. Это одна из 17 целей устойчивого развития, установленных Генеральной Ассамблеей Организации Объединенных Наций в 2015 году. Четвертая задача ЦУР 6 касается нехватки воды. В нем говорится: «К 2030 году существенно повысить эффективность водопользования во всех секторах и обеспечить устойчивый забор и поставку пресной воды для решения проблемы нехватки воды и существенно сократить число людей, страдающих от нехватки воды». Имеет два индикатора. Второй: «Уровень водного стресса: забор пресной воды как доля доступных ресурсов пресной воды». Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО) отслеживает эти параметры через свою глобальную информационную систему по водным ресурсам АКВАСТАТ [1] с 1994 года.

См. также

• Безвозвратное водопользование – удаление воды из водопровода без ее возврата.
• Озеленение пустынь - Процесс антропогенной рекультивации пустынь.
• Право человека на воду и санитарию – право человека, признанное Генеральной Ассамблеей Организации Объединенных Наций в 2010 году.
• Электростанция на водородных топливных элементах - электростанция, использующая водород для выработки электроэнергии.
• Пик воды - Концепция качества и доступности ресурсов пресной воды.
• Водосбережение – Политика устойчивого развития водопользования
• Водные проблемы в развивающихся странах . Водные проблемы и проблемы в развивающихся странах разнообразны и серьезны.
• Водный след – степень использования воды по отношению к потреблению людьми.
• Водная безопасность – цель управления водными ресурсами, позволяющая использовать возможности, связанные с водой, и управлять рисками.
• Все страницы с заголовками, содержащими информацию о водном кризисе

Внешние ссылки

Экологический портал Водный портал Мировой портал

• Работа и публикации Всемирного банка по водным ресурсам