วัฏจักรของน้ำ

น้ำที่มีอยู่ทุกแห่งบนพื้นผิวของโลก เมื่อได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์จะระเหยเป็นไอ ลอยขึ้นไปในอากาศ เมื่ออากาศนี้ลอยสูงขึ้นและเย็นลง ไอน้ำก็จะกลั่นตัวเป็นละอองน้ำเล็ก ๆ กลายเป็นเมฆที่เราเห็นลอยอยู่ในท้องฟ้า ละอองน้ำเล็ก ๆ เหล่านี้มารวมตัวกันมากขึ้นก็จะกลายเป็นเม็ดฝนตกลงมายังพื้นดินการหมุนเวียนเปลี่ยนไปจากน้ำเป็นไอน้ำแล้วเปลี่ยนกลับเป็นหยดน้ำ ตกกลับสู่พื้นดินเช่นนี้เรียกว่า " วัฏจักรของน้ำ "

ทุก ๆ วัน น้ำในทะเล ทะเลสาบ และมหาสมุทรซึ่งปกคลุมพื้นผิวของโลกอยู่มากกว่า ๗๐ % จะระเหยเป็นไอลอยขึ้นไปในอากาศอยู่ตลอดเวลาอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดเมฆและวกกลับลงมาเป็นฝนยังพื้นดินไหลซึมลงไปในดินเป็นน้ำใต้ดินและไหลบ่าไปบนพื้นดินเป็นลำธารและแม่น้ำ ไหลลงสู่ทะเลและมหาสมุทรอีก วนเวียนอยู่เช่นนี้ตลอดเวลา โดยปกติน้ำในบรรยากาศมีอยู่ประมาณ ๐.๐๑% ของน้ำทั้งหมดบนโลกและประมาณ ๙๗ % อยู่ ในน้ำทะเลและมหาสมุทรน้ำผิวดิน

อาณาบริเวณบนพื้นผิวของโลกซึ่งมีน้ำอยู่ด้วย ได้แก่
ทะเลและมหาสมุทร
ดินและใต้ดินจนถึงชั้นหิน
บรรยากาศชั้นโทรโพสเฟียร์ที่อยู่ติดพื้นดินสูงขึ้นไปประมาณ ๗ กิโลเมตรแรก

เมื่อฝนตก น้ำฝนที่ตกถึงพื้นดินจะหายไปได้ ๓ ทางคือ (๑) รากพืชดูดน้ำขึ้นไปตามลำต้น แล้วระเหยเป็นไอน้ำที่ใบเข้าสู่บรรยากาศ (๒) น้ำไหลไปตามผิวดินลงสู่ร่องน้ำ ลำธาร และแม่น้ำลำคลอง (๓) น้ำไหลซึมลงในดินกลายเป็นน้ำใต้ดิน

น้ำผิวดิน

น้ำผิวดินได้แก่น้ำในแม่น้ำลำคลอง ทะเลสาบและในพื้นที่ชุ่มน้ำที่เป็นน้ำจืด ปกติน้ำผิวดินจะได้รับการเติมจากฝนหรือหิมะ และจะหายไปตามธรรมชาติด้วยการะเหย การไหลออกสู่ทะเลและการซึมลงไปใต้ดิน

แม้ว่าการเติมน้ำจืดโดยธรรมชาติของระบบน้ำผิวดินจะได้จากการตกของฝนหรือหิมะลงเฉพาะบนบริเวณลุ่มน้ำนั้นๆ ณ เวลาหนึ่งก็ตาม แต่ปริมาณรวมของน้ำยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นอีกหลายปัจจัย ปัจจัยเหล่านี้รวมถึงปริมาณความจุของทะเลสาบ พื้นที่ชุ่มน้ำและอ่างเก็บน้ำที่มนุษย์สร้างขึ้น อัตราการซึมของดินในพื้นที่กักเก็บต่างๆ ดังกล่าว ลักษณะของการไหลตามผิวพื้นของลุ่มน้ำ ช่วงเวลาการตกของฝนหรือหิมะและอัตราการระเหยของพื้นที่นั้นๆ ปัจจัยเหล่านี้มีผลต่อสัดส่วนของน้ำที่ไหลออกสู่ทะเล ระเหยและซึมลงใต้ดิน

กิจกรรมของมนุษย์สามารถสร้างผลกระทบต่อปัจจัยต่างๆ ดังกล่าวได้มาก มนุษย์มักเพิ่มความจุน้ำเก็บกักด้วยการสร้างอ่างเก็บน้ำและลดความจุน้ำเก็บกักด้วยการระบายพื้นที่ชุ่มน้ำให้แห้ง มนุษย์เพิ่มปริมาณและความเร็วไหลตามผิวของน้ำด้วยการดาดผิวพื้นต่างๆ ให้แข็งรวมทั้งการทำทางให้น้ำไหลทิ้งไปรวดเร็วขึ้น

ปริมาณโดยรวมของน้ำที่มีให้ใช้ ณ เวลาหนึ่งนับเป็นข้อพิจารณาที่มีความสำคัญมาก การใช้น้ำบางประเภทของมนุษย์เป็นการใช้แบบหยุดๆ เดินๆ ตัวอย่างเช่น การทำเกษตรกรรมหลายแห่งต้องการน้ำเป็นปริมาณมากในช่วงฤดูเพาะปลูก และไม่ใช้น้ำอีกเลยหลังฤดูเก็บเกี่ยว การจ่ายน้ำให้พื้นที่เกษตรกรรมประเภทดังกล่าว ระบบน้ำผิวดินเพื่อการนี้อาจต้องมีขนาดการเก็บกักที่ใหญ่เพื่อให้สามารถเก็บกักน้ำฝนที่ตกลงมาทั้งปีไว้ สำหรับปล่อยมาใช้ภายเวลาที่สั้นเป็นต้น การใช้น้ำประเภทที่ค่อยๆ ใช้ในปริมาณครั้งละไม่มากแต่สม่ำเสมอทั้งปี เช่นน้ำสำหรับหล่อเย็นในโรงผลิตไฟฟ้า การจ่ายน้ำในกรณีนี้ ระบบน้ำผิวดินต้องการเพียงอ่างหรือแหล่งกักเก็บที่มีความจุให้พอสำหรับไว้ชดเชยน้ำในลำธารที่มีอัตราการไหลเข้าอ่างในฤดูแล้งต่ำกว่าอัตราการใช้น้ำในการหล่อเย็น

น้ำผิวดินตามธรรมชาติสามารถเพิ่มพูนได้โดยการนำน้ำเข้ามาจากแหล่งในลุ่มน้ำอื่นด้วยการขุดคลองส่งน้ำหรือวางท่อส่งน้ำ หรืออาจทำด้วยวิธีอื่นๆ แต่ก็ได้ไม่มาก มนุษย์เรามีส่วนทำให้ระบบน้ำผิวดินไม่มั่นคงหรือ "หายไป" จากการสร้างมลพิษ