موارد مائية

المياه السطحية هي مياه في نهر أو بحيرة أو أرض الرطبة بالمياه العذبة. وتتجدد المياه السطحية بشكل طبيعي عن طريق الترسيب، ويتم فقدها بشكل طبيعي في المحيطات، أو عن طريق التبخر أو تغذية المياه الجوفية. على الرغم من أن المصدر الطبيعي الوحيد لأي نظام مياه سطحي هو هطول الأمطار داخل مستجمعات المياه، فإن الكمية الإجمالية من المياه في ذلك النظام في أي وقت يعتمد أيضًا على العديد من العوامل الأخرى. وتشمل هذه العوامل سعة التخزين في البحيرات والأراضي الرطبة والخزانات الاصطناعية، ونفاذية التربة تحت هذه المخازن، وخصائص الأراضي الجارية في مستجمعات المياه، وتوقيت هطول الأمطار ومعدلات التبخر المحلية. كل هذه العوامل تؤثر أيضا على نسب فقد الماء.

قد يكون للأنشطة البشرية إحيانًا تأثير كبير ومدمر علي هذة العوامل. فإن البشر غالباً ما يزيدون في سعة التخزين عن طريق بناء الخزانات ويقومون بتقليصها عن طريق تجفيف الأراضي الرطبة. البشر في كثير من الأحيان زيادة كميات الجريان السطحي والسرعات عن طريق رصف المناطق وتوجيه تدفق تيار. ويقومون أيضًا في أحيان كثيرة بزيادة كميات وسرعات الجريان السطحي عن طريق رصف مناطق وتوجيه تدفق تيارات المياه.

يجب الأخذ في الاعتبار أهمية الكمية الإجمالية من المياه المتاحة في أي وقت من الأوقات. حيث أنن العديد من مستخدمي المياه من البشر لديهم حاجة متقطعة اليها. فعلى سبيل المثال؛ تتطلب العديد من المزارع كميات كبيرة من المياه في فصل الربيع، ولا تتطلب مياه على الإطلاق في فصل الشتاء. لتوفير المياه لمثل هذه المزارع، قد يتطلب نظام المياه السطحية سعة تخزين كبيرة لجمع المياه على مدار العام وإطلاقها في مدة زمنية قصيرة. وهناك استخدامات أخرى لديها حاجة مستمرة للمياه، مثل محطات توليد الكهرباء التي تتطلب الماء للتبريد. ولتزويد محطات توليد الطاقة هذه بالمياه، يحتاج نظام المياه السطحية إلى سعة تخزين كافية لتعبئتها فقط عندما يكون تدفق التيار المتوسط أقل من حاجة محطة الطاقة. ومع ذلك، فإن متوسط معدل هطول الأمطار ضمن مستجمعات المياه، على المدى الطويل، هو الحد الأعلى لمتوسط استهلاك المياه السطحية الطبيعية من المستجمعات.

يمكن زيادة المياه السطحية الطبيعية عن طريق سحب المياه السطحية من مستجمعات المياه الأخرى من خلال قنوات أو خطوط أنابيب. كما يمكن زيادتها بشكل صناعي من أي من المصادر الأخرى المذكورة هنا، ولكن في الواقع تكون تلك الكميات ضئيلة بشدة. ويشارك البشر في عملية «فقد» المياة عن طريق تلويثها.

يقدر أن البرازيل لديها أكبر إمدادات المياه العذبة في العالم، تليها روسيا وكندا.[4]

خلال مجرى النهر، غالباً ما يكون الحجم الكلي للمياه المنقولة في اتجاه مجرى النهر مزيجاً من تدفق المياه الحر المرئية بالنسبة لنا، إلى جانب كمية كبيرة من المياه تتدفق من خلال الصخور والرواسب التي تكمن أسفل النهر وسهوله الفيضية المسماة بالمنطقة النقية. وبالنسبة للعديد من الأنهار في الأودية الكبيرة، قد يتجاوز هذا التدفق غير المرئي إلى حد كبير التدفق المرئي. غالبًا ما تشكل المنطقة النقية واجهة ديناميكية بين المياه السطحية والمياه الجوفية من طبقات المياه الجوفية، حيث يتم تبادل التدفق بين الأنهار وطبقات المياه الجوفية التي قد تكون مشحونة أو مستنفدة بالكامل. وهذا مهم بشكل خاص في المناطق الكارستية حيث تكثر فيها الشقوق الموجودة والأنهار الجوفية.

انتقال المياه الجوفية في المناطق تحت السطحية

مصدرر مياه في إحدى القرى الأوكرانية

المياه الجوفية هي مياه عذبة موجودة في المسام التحت سطحية للتربة والصخور. وهي أيضًا مياه تتدفق داخل طبقات المياه الجوفية أسفل منسوب المياه الجوفية. في بعض الأحيان يكون من المفيد التمييز بين المياه الجوفية المرتبطة بالمياه السطحية والمياه الجوفية العميقة (تسمى أحيانًا «المياه الأحفورية»).

يمكن التفكير في المياه الجوفية بنفس طريقة التفكير في المياه السطحية من حيث المدخلات والمخرجات والتخزين. والفارق الأساسي هو أنه بسبب معدل دورانها البطيء، فإن تخزين المياه الجوفية يكون أكبر بشكل عام (من حيث الحجم) من ناحية المدخلات مقارنة بالمياه السطحية. هذا الاختلاف يجعل من السهل على البشر استخدام المياه الجوفية بشكل غير مستدام لفترة طويلة دون عواقب وخيمة. وبالرغم من ذلك، فإن متوسط معدل التسريب فوق مصادر المياه الجوفية، على المدى الطويل، هو الحد الأعلى لمتوسط استهلاك المياه من ذلك المصدر.

إن مصدر المدخلات الطبيعية للمياه الجوفية هي تسريب المياه السطحية. اما المخرجات الطبيعية من المياه الجوفية فهي تكون في شكل الينابيع والتسريب إلى المحيطات.

أما إذا كان مصدر المياه السطحية خاضعًا أيضًا لتبخر كبير، فقد يصبح مصدر المياه الجوفية مالحًا. يمكن أن تحدث هذه الحالة بشكل طبيعي تحت أجسام مائية المغلقة، أو بشكل مصطنع تحت الأراضي الزراعية المروية. وفي المناطق الساحلية، قد يتسبب الاستخدام البشري لمصدر المياه الجوفية في عكس اتجاه التسريب إلى المحيط، مما قد يتسبب أيضًا في تملّح التربة. يمكن أن يسبب البشر أيضًا «فقد» المياه الجوفية (جعلها غير صالحة للاستعمال) من خلال التلوث. ولكن يمكن للبشر زيادة مدخلات مصادر المياه الجوفية عن طريق بناء خزانات أو برك الاحتجاز.

جبل جليد بالقرب من نيوفندلاند

تم تقديم العديد من المقترحات للاستفادة من الجبال الجليدية كمصدر للمياه، ولكن حتى الآن لم يتم تنفيذ أيّاً منه إلا لأغراض بحثية. يعتبر جريان الأنهار جزء من المياه السطحية.

تحتوي جبال الهيمالايا، والتي يطلق عليها في كثير من الأحيان «سقف العالم»، على بعض المناطق الأكثر اتساعًا والأكثر خشونة وارتفاعا في العالم، بالإضافة إلى أكبر مساحة من الأنهار الجليدية والأراضي الصقيعية خارج القطبين. تتدفق من أكبر عشرة أنهار في آسيا من هناك، وتعتمد مصادر رزق أكثر من مليار نسمة عليها. ولتعقيد الأمور أكثر، ترتفع درجات الحرارة هناك بسرعة أكبر باضطراد من المعدل العالمي. ففي نيبال، ارتفعت درجة الحرارة بمقدار 0.6 درجة مئوية خلال العقد الماضي، بينما ارتفعت درجة حرارة الأرض على مستوى العالم بنحو 0.7 درجة مئوية خلال المائة عام الماضية![5]

تحلية المياه هي عملية اصطناعية يتم من خلالها تحويل المياه المالحة (مياه البحر عادًة) إلى مياه عذبة. عمليات التحلية الأكثر شيوعا هي التقطير والتناضح العكسي. تعتبر عملية تحلية المياه باهظة الثمن حالياً مقارنة بمعظم مصادر المياه البديلة، وهناك نسبة صغيرة جداً من مجموع الاستخدام البشري للمياه تقوم بإرضائها عملية التحلية. عادة ما تكون عملية التحلية اقتصادية فقط في حالة الاستخدامات ذات القيمة العالية (مثل الاستخدامات المنزلية والصناعية) في المناطق القاحلة. ومع ذلك، هناك تزايد في تحلية المياه للاستخدام الزراعي، وفي المناطق ذات الكثافة السكانية العالية مثل سنغافورة أو كاليفورنيا. ولكن الاستخدام الأكثر شمولاً لعملية التحلية يقع في الخليج العربي.