แหล่งน้ำ

แหล่งน้ำ

ภาพที่ 1 โลก ดาวเคราะห์สีน้ำเงิน

        แม้ว่าพื้นผิว 2 ใน 3 ส่วนของโลกปกคลุมไปด้วยน้ำ  แต่น้ำจืดที่สามารถนำมาใช้ในการดำรงชีวิตของมนุษย์กลับมีไม่ถึง 1%  ถ้าหากสมมติว่าน้ำในโลกทั้งหมดเท่ากับ 100 ลิตร จะมีน้ำทะเล 97 ลิตร  น้ำแข็งเกือบ 3 ลิตร  ส่วนน้ำจืดที่เราสามารถใช้บริโภคอุปโภคได้มีเพียง 3 มิลลิลิตร ดังภาพที่ 2  ด้วยเหตุนี้น้ำจึงเป็นทรัพยากรที่ล้ำค่า และขาดแคลนง่าย 

ภาพที่ 2 เปรียบเทียบแหล่งน้ำบนโลก

        แม้ว่าปริมาณน้ำส่วนใหญ่จะอยู่ในทะเลและมหาสมุทร แต่น้ำก็มีอยู่ในทุกหนแห่งของโลก ไม่ว่าจะเป็นแม่น้ำ ลำคลอง น้ำใต้ดิน น้ำในบรรยากาศ รวมทั้งเมฆหมอกและหยาดน้ำฟ้า ดังข้อมูลในตารางที่ 1  นอกจากนั้นร่างกายมนุษย์มีองค์ประกอบเป็นน้ำร้อยละ 65  ร่างกายของสัตว์น้ำบางชนิด เช่น แมงกะพรุน มีองค์ประกอบเป็นน้ำร้อยละ 98  ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่า น้ำคือปัจจัยที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิต 
ตารางที่ 1 แหล่งน้ำบนโลก
มหาสมุทร 97.2 % ทะเลสาบน้ำเค็ม 0.008 %
ธารน้ำแข็ง 2.15 % ความชื้นของดิน 0.005 %
น้ำใต้ดิน 0.62 % แม่น้ำ ลำธาร 0.00001 %
ทะเลสาบน้ำจืด 0.009 % บรรยากาศ 0.001 %

น้ำผิวดิน 

        แหล่งน้ำที่เรารู้จักและใช้ประโยชน์กันมากที่สุดคือ “น้ำผิวดิน” (Surface water)  น้ำผิวดินมีทั้งน้ำเค็มและน้ำจืด  แหล่งน้ำผิวดินที่เป็นน้ำจืดได้แก่ ทะเลสาบน้ำจืด แม่น้ำ ลำธาร ห้วย หนอง คลอง บึง  เนื่องจากภูมิประเทศของพื้นผิวโลกไม่ราบเรียบเสมอกัน พื้นผิวของโลกแต่ละแห่งมีความแข็งแรงทนทานไม่เหมือนกัน  แรงโน้มถ่วงทำให้น้ำไหลจากที่สูงลงที่ต่ำ น้ำมีสมบัติเป็นตัวทำละลายที่ดีจึงสามารถกัดเซาะพื้นผิวโลกให้เกิดการเปลี่ยนแปลงภูมิประเทศ

        การกัดเซาะของน้ำอย่างต่อเนื่อง ทำให้ร่องน้ำเปลี่ยนแปลงขนาด รูปร่าง และทิศทางการไหล เมื่อฝนตก หยดน้ำจะรวมตัวกันแล้วไหลทำให้เกิดร่องน้ำ ร่องน้ำเล็กๆ ไหลมารวมกันเป็น “ธารน้ำ” (Stream)  เมื่อกระแสน้ำในธารน้ำไหลอย่างต่อเนื่องก็จะกัดเซาะพื้นผิวและพัดพาตะกอนขนาดต่างๆ ไปกับกระแสน้ำ ธารน้ำจึงมีขนาดใหญ่และยาวขึ้นจนกลายเป็น แม่น้ำ (River) ความเร็วของกระแสน้ำขึ้นอยู่กับความลาดชันของพื้นที่ ถ้าพื้นที่มีความลาดชันมากกระแสน้ำจะเคลื่อนที่เร็ว แต่ถ้าหากพื้นที่มีความลาดชันน้อยกระแสน้ำก็จะเคลื่อนที่ช้า  นอกจากนั้นความเร็วของกระแสน้ำยังขึ้นอยู่กับพื้นที่หน้าตัด เข่น เมื่อกระแสน้ำไหลผ่านช่องเขาแคบๆ ก็จะเคลื่อนที่เร็ว  เมื่อกระแสน้ำพบความที่ราบกว้างใหญ่ เช่น บึง หรือทะเลสาบ กระแสน้ำจะหยุดนิ่งทำให้ตะกอนที่น้ำพัดพามาก็จะตกทับถมใต้ท้องน้ำ ดังเราจะพบว่า อ่างเก็บน้ำเหนือเขื่อนที่มีอายุมากมักมีความตื้นเขินและเก็บกักน้ำได้น้อยลง  อย่างไรก็ตามปริมาณของน้ำผิวดินขึ้นอยู่กับลักษณะภูมิอากาศ ภูมิประเทศ ปริมาณน้ำฝน เนื้อดิน การใช้ประโยชน์ที่ดินและทรัพยากรน้ำ  

ภาพที่ 3 ภาคตัดขวางของแม่น้ำ

น้ำใต้ดิน 

        หากไม่นับธารน้ำแข็งขั้วโลกแล้ว “น้ำบาดาล” (Ground water) เป็นแหล่งน้ำจืดที่มีปริมาณมากที่สุดบนโลกของเรา  น้ำบาดาลเกิดขึ้นจากการไหลซึมของน้ำผิวดิน  ในเนื้อดินมีรูพรุน (Pore) สำหรับอากาศและน้ำ เช่น ดินเหนียวมีรูพรุนขนาดเล็ก น้ำไหลผ่านได้ยาก  ดินทรายมีรูพรุนขนาดใหญ่ น้ำไหลผ่านได้ง่าย  เมื่อพื้นผิวดินเกิดความชื้นหรือมีฝนตก เม็ดดินจะเก็บน้ำไว้ในรูพรุนไว้จนกระทั่งดินอิ่มตัวด้วยน้ำ ไม่สามารถเก็บน้ำได้มากกว่านี้แล้ว น้ำส่วนหนึ่งจะไหลบ่าไปตามพื้นผิว (Run off) น้ำอีกส่วนหนึ่งจะไหลซึมลงสู่ชั้นดินเบื้องล่าง (Infiltration)  ใต้ชั้นดินลึกลงไปจะเป็นชั้นหินตะกอนเนื้อหยาบที่สามารถเก็บกักน้ำบาดาลไว้ได้เรียกว่า “ชั้นหินอุ้มน้ำ” (Aquifer)  ซึ่งเป็นหินทราย กรวด ตะกอนทราย จึงมีสมบัติยอมให้น้ำซึมผ่านโดยง่าย เนื่องจากช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างอนุภาคตะกอน จึงเก็บกักน้ำได้เป็นปริมาณมากจนกลายเป็นแหล่งน้ำบาดาล  ใต้ชั้นหินอุ้มน้ำลงไปเป็นชั้นหินตะกอนเนื้อละเอียด เช่น หินดินดานหรือทรายแป้งซึ่งไม่ยอมให้น้ำซึมผ่านได้  ในบางแห่งที่ชั้นหินอุ้มน้ำถูกขนาบด้วยชั้นหินเนื้อละเอียดก็จะเกิดแรงดันน้ำ ถ้าเราเจาะบ่อบาดาลลงไปตรงบริเวณดังกล่าง แรงดันภายในจะดันน้ำให้มีระดับสูงขึ้น หรือไหลล้นปากบ่อออกมา  และเนื่องจากชั้นหินมีความลาดเอียง น้ำในดินจึงไหลจากที่สูงไปสู่ที่ต่ำ แรงดันของน้ำใต้ดินจึงมักทำให้เกิด “น้ำพุ” (Spring) ในบริเวณที่ราบต่ำ ดังภาพที่ 4

ภาพที่ 4 ภาคตัดขวางของแหล่งน้ำใต้ดิน 

            อย่างไรก็ตามน้ำบาดาลทำให้เกิดแรงดันภายใต้พื้นผิว ซึ่งช่วยรับน้ำหนักที่กดทับจากด้านบน แต่ถ้าหากเราสูบน้ำบาดาลขึ้นมาใช้เป็นปริมาณมาก เกินกว่าที่น้ำจากธรรมชาติจะไหลมาแทนที่ช่องว่างระหว่างอนุภาคตะกอนของชั้นหินอุ้มน้ำได้ทัน ก็จะส่งผลให้ระดับน้ำใต้ดินลดลงอย่างรวดเร็ว โพรงที่ว่างที่เกิดขึ้นจะทำให้แผ่นดินที่อยู่ด้านบนทรุดตัวลงมากลายเป็น หลุมยุบ (Sinkhole) ซึ่งถ้าเกิดขึ้นในเขตชุมชน ก็จะสร้างความเสียหายแก่สิ่งปลูกสร้าง และเกิดอันตรายต่อชีวิต

แหล่งน้ำ

แหล่งน้ำ

บนโลกเรามีพื้นน้ำอยู่ถึง 70% ของโลก ส่วนใหญ่เป็นน้ำทะเลและมหาสมุทร ซึ่งเป็นน้ำเค็มที่มนุษย์ใช้ดื่มกินไม่ได้ 95% อีกส่วนเป็นน้ำแข็งขั้วโลก ดังนั้นจะเหลือแหล่งน้ำจืดทั่วโลกเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งแบ่งออกเป็น 4 แหล่ง คือ

  • แหล่งน้ำในบรรยากาศ ได้แก่ เมฆ หมอก ที่เป็นสถานะของแข็ง น้ำฝน น้ำค้าง ที่เป็นสถานะของเหลว และหิมะ ลูกเห็บ ที่เป็นสถานะของแข็ง
  • แหล่งน้ำผิวดิน คือน้ำในบรรยากาศที่กลั่นตัวเป็นหยดน้ำและตกลงมา แล้วไหลลงมาขังตามแอ่งที่ต่ำ เช่น แม่น้ำ ทะเลสาบ ลำธาร
  • แหล่งน้ำใต้ดินเป็นน้ำที่ไหลซึมผ่านชั้นดินและหินลงไปสะสมตัวอยู่ตามรอยแตกหรือรอยแยกของชั้นหิน หรือระหว่างชั้นกรวดหรือทราย เมื่อมีน้ำปริมาณมาก เราสามารถเจาะบ่อน้ำและสูบเอาน้ำขึ้นมาใช้ได้ ซึ่งเรียกว่า “ชั้นน้ำบาดาล”
  • แหล่งน้ำที่มนุษย์สร้างขึ้น เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ กัน เช่น ผลิตกระแสไฟฟ้า น้ำกินน้ำใช้ ทำการเกษตร ป้องกันอุทกภัย เช่น บ่อน้ำ อ่างเก็บน้ำ เขื่อน

วัฏจักรของน้ำ

วัฏจักรของน้ำคือการหมุนเวียนของน้ำที่อยู่ในโลกนั่นเอง แบ่งออกเป็น 2 แบบคือ

  • วัฏจักรที่ไม่เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิต เป็นวัฏจักรที่ไม่เกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อม โดยเริ่มจากน้ำในแหล่งน้ำได้รับความร้อนจากแสงอาทิตย์ ก็จะระเหยกลายเป็นไอลอยขึ้นไปในบรรยากาศ เมื่อได้รับความเย็นก็จะกลั่นตัวตกลงมาเป็นน้ำฝน แล้วน้ำก็ไหลรวมกันสู่แหล่งน้ำต่อไป

  • วัฏจักรที่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต เริ่มจากน้ำที่ได้จากกิจกรรมต่างๆของสิ่งมีชีวิต เช่น การคายน้ำของพืช การหายใจของสัตว์ การขับถ่ายของสิ่งมีชีวิต ซึ่งน้ำที่ได้จากสิ่งมีชีวิตจะระเหยกลายเป็นไอ ลอยตัวอยู่ในบรรยากาศ แล้วกควบแน่นเป็นหยดน้ำตกลงมาเป็นน้ำฝน หมุนเวียนกลับคืนสู่พื้นน้ำ พื้นดิน และสิ่งมีชีวิตต่อไป

แหล่งน้ำ

                    เรื่อง แหล่งน้ำ

: เกร็ดความรู้เรื่องน้ำ :
– น้ำนับเป็นสิ่งที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ในอดีตหาน้ำได้ง่ายตามแหล่งน้ำธรรมชาติ แต่ในปัจจุบันความเจริญเติบโต ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี การเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม ส่งผลทำให้แหล่งน้ำตามธรรมชาติมีความไม่สะอาดอีกต่อไป EPA USAกล่าวว่าโรค 80% ของทั้งหมด เกิดจากน้ำดื่มที่ไม่บริสุทธิ์ ที่ มีสารพิษปนเปื้อนอยู่มากมาย ทำให้คนเราเกิดอาการเจ็บป่วย
– ร่างกายของคนเรามีน้ำปริมาณ 70-80% เพื่อหล่อเลี้ยงร่างกายในวันหนึ่งๆ มนุษย์ต้องรับน้ำเข้าและขับออกจากร่างกายอย่างน้อย 2.5 ลิตร/ วัน กล่าวคือ ใช้ดื่ม 1 ลิตร น้ำในอาหาร 1 ลิตร ขับออกอีก 0.5 ลิตร ร่างกายขับน้ำออกไปเท่าใด ก็ต้องการน้ำบริสุทธิ์เข้าร่างกายเท่านั้น มิฉะนั้นร่างกายจะขาดสมดุล โรคภัยไข้เจ็บต่างๆ ก็จะเกิดขึ้นและหากร่างกายขาดน้ำ 15-20% ของน้ำทั้งหมดในร่างกายของคนเราก็ไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ ฉะนั้น น้ำจึงเป็นสิ่งสำคัญที่สุด
– ถึงแม้ระบบประปาส่วนใหญ่จะใช้คลอรีน ในปริมาณมาก เพื่อบำบัดน้ำให้สะอาดแต่คลอรีนก็เป็นสาเหตุก่อให้เกิดโรคมะเร็งได้ ทั้งยังส่งผ่านท่อประปาที่เก่าและขึ้นสนิม
ทำให้สารพิษเจือปนเพิ่มขึ้น และส่วนใหญ่แท้งค์น้ำตามบ้านมักอยู่กลางแดด ทำให้เป็นแหล่งเพาะเชื้อโรคได้ เนื่องจากคลอรีนสลายตัวหมดฤทธิ์ไปแล้ว
– หลายครอบครัวหันมาต้มน้ำ โดยนำน้ำฝนมาดื่มทาน น้ำฝนที่ตกลงนั้น ก็ยังได้รับสารพิษในอากาศ ไม่ว่าจะเป็นสารพิษจากโรงงานอุตสาหกรรม ไอเสียจากยานพาหนะ ทำให้ฝนที่ตกลงมามีสภาพเป็นฝนกรด ไม่สามารถดื่มได้ การต้มน้ำที่หลายครอบครัวใช้เพื่อฆ่าเชื้อโรค นอกจากจะเสียเวลาและเกิดความยุ่งยากแล้ว ยังไม่สามารถขจัดสารละลายที่มีอยู่ในน้ำให้หมดไปได้- จึงมีการคิดค้นหาวิธีใหม่ โดยใช้วิธีการกรอง โดยผ่านเครื่องกรองน้ำแทนวิธีการต้ม การกรองนี้จะสามารถช่วยกรองสิ่งสกปรกต่างๆ กำจัดเชื้อโรค แบคทีเรีย ที่ปะปนมากับน้ำให้สะอาดได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

» Read more

แหล่งน้ำ

ทรัพยากรน้ำ

โลกของเราประกอบขึ้นด้วยพื้นดินและพื้นน้ำ โดยส่วนที่เป็นฝืนน้ำนั้น มีอยู่ประมาณ 3 ส่วน (75%) และเป็นพื้นดิน 1 ส่วน (25%) น้ำมีความสำคัญอย่างยิ่งกับชีวิตของพืชและสัตว์บนโลกรวมทั้งมนุษย์เราด้วยน้ำเป็นทรัพยากรที่สามารถเกิดหมุนเวียนได้เรื่อย ๆ ไม่มีวันหมดสิ้น เมื่อแสงแดดส่องมาบนพื้นโลก น้ำจากทะเลและมหาสมุทรก็จะระเหยเป็นไอน้ำลอยขึ้นสู่เบื้องบนเนื่องจากไอน้ำมีความเบากว่าอากาศ เมื่อไอน้ำลอยสู่เบื้องบนแล้ว จะได้รับความเย็นและกลั่นตัวกลายเป็นละอองน้ำเล็ก ๆ ลอยจับตัวกันเป็นกลุ่มเฆม เมื่อจับตัวกันมากขึ้นและกระทบความเย็นก็จะกลั่นตัวกลายเป็นหยดน้ำตกลงสู่พื้นโลก น้ำบนพื้นโลกจะระเหยกลายเป็นไอน้ำอีกเมื่อได้รับความร้อนจากดวงทิตย์ ไอน้ำจะรวมตัวกันเป็นเมฆและกลั่นตัวเป็นหยดน้ำกระบวนการเช่นนี้ เกิดขึ้นเป็นวัฏจักรหมุนเวียนต่อเนื่องกันตลอดเวลา เรียกว่า วัฏจักรน้ำทำให้มีน้ำเกิดขึ้นบนผิวโลกอยู่สม่ำเสมอ

ประโยชน์ของน้ำ

น้ำเป็นแหล่งกำเนิดชีวิตของสัตว์และพืชคนเรามีชีวิตอยู่โดยขาดน้ำได้ไม่เกิน 3 วัน และน้ำยังมีความจำเป็นทั้งในภาคเกษตรกรรมและอุตสาหกรรม ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาประเทศ ประโยชน์ของน้ำ ได้แก่

  • น้ำเป็นสิ่งจำเป็นที่เราใช้สำหรับการดื่มกิน การประกอบอาหาร ชำระร่างกาย ฯลฯ
  • น้ำมีความจำเป็นสำหรับการเพาะปลูกเลี้ยงสัตว์ แหล่งน้ำเป็นที่อยู่อาศัยของปลาและสัตว์น้ำอื่น ๆ ซึ่งคนเราใช้เป็นอาหาร
  • ในการอุตสาหกรรม ต้องใช้น้ำในขบวนการผลิตใช้ล้างของเสียใช้หล่อเครื่องจักรและระบายความร้อน ฯลฯ
  • การทำนาเกลือโดยการระเหยน้ำเค็มจากทะเล
  • น้ำเป็นแหล่งพลังงาน พลังงานจากน้ำใช้ทำระหัด ทำเขื่อนผลิตกระแสไฟฟ้าได้
  • แม่น้ำ ลำคลอง ทะเล มหาสมุทร เป็นเส้นทางคมนาคมขนส่งที่สำคัญ
  • ทัศนียภาพของริมฝั่งทะเลและน้ำที่ใสสะอาดเป็นแหล่งท่องเที่ยวของมนุษย์

ปัญหาของทรัพยากรน้ำปัญหาสำคัญ ๆ ที่เกิดขึ้น คือ1. ปัญหาการมีน้ำน้อยเกินไป เกิดการขาดแคลนอันเป็นผลเนื่องจากการตัดไม้ทำลายป่า ทำให้ปริมาณน้ำฝนน้อยลง เกิดความแห้งแล้งเสียหายต่อพืชเพาะปลูกและการเลี้ยงสัตว์2. ปัญหาการมีน้ำมากเกินไป เป็นผลมาจากการตัดไม้มากเกินไป ทำให้เกิดน้ำท่วมไหลบ่าในฤดูฝน สร้างความเสียหายแก่ชีวิตและทรัพย์สิน3. ปัญหาน้ำเสีย เป็นปัญหาใหม่ในปัจจุบัน สาเหตุที่ทำให้เกิดน้ำเสีย ได้แก่

 

  • น้ำทิ้งจากบ้านเรือน ขยะมูลฝอยและสิ่งปฎิกูลที่ถูกทิ้งสู่แม่น้ำลำคลอง
  • น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม
  • น้ำฝนพัดพาเอาสารพิษที่ตกค้างจากแหล่งเกษตรกรรมลงสู่แม่น้ำลำคลอง

น้ำเสียที่เกิดขึ้นนี้ส่งผลเสียหายทั้งต่อสุขภาพอนามัย เป็นอันตรายต่อสัตว์น้ำ และมนุษย์ ส่งกลิ่นเหม็น รบกวน ทำให้ไม่สามารถนำแหล่งน้ำนั้นมาใช้ประโยชน์ได้ทั้งการอุปโภค บริโภค เกษตรกรรม และอุตสาหกรรม

ผลกระทบของน้ำเสียต่อสิ่งแวดล้อม

  • เป็นแหล่งแพร่ระบาดของเชื้อโรค เช่น อหิวาตกโรค บิด ท้องเสีย
  • เป็นแหล่งเพาะพันธุ์ของแมลงนำโรคต่าง ๆ
  • ทำให้เกิดปัญหามลพิษต่อดิน น้ำ และอากาศ
  • ทำให้เกิดเหตุรำคาญ เช่น กลิ่นเหม็นของน้ำโสโครก
  • ทำให้เกิดการสูญเสียทัศนียภาพ เกิดสภาพที่ไม่น่าดู เช่น สภาพน้ำที่มีสีดำคล้ำไปด้วยขยะ และสิ่งปฎิกูล
  • ทำให้เกิดการสูญเสียทางเศรษฐกิจ เช่น การสูญเสียพันธุ์ปลาบางชนิดจำนวนสัตว์น้ำลดลง
  • ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศในระยะยาว

การอนุรักษ์น้ำดังได้กล่าวมาแล้วจะเห็นว่า น้ำมีความสำคัญและมีประโยชน์มหาศาล เราจึงควรช่วยแก้ไขปัญหาน้ำเสียหรือการสูญเสียทรัพยากรน้ำด้วยการอนุรักษ์น้ำ ดังนี้1. การใช้น้ำอย่างประหยัด การใช้น้ำอย่างประหยัดนอกจากจะลดค่าใช้จ่ายเกี่ยวกับค่าน้ำลงได้แล้ว ยังทำให้ปริมาณน้ำเสียที่จะทิ้งลงแหล่งน้ำมีปริมาณน้อย และป้องกันการขาดแคลนน้ำได้ด้วย2. การสงวนน้ำไว้ใช้ ในบางฤดูหรือในสภาวะที่มีน้ำมากเหลือใช้ควรมีการเก็บน้ำไว้ใช้ เช่น การทำบ่อเก็บน้ำ การสร้างโอ่งน้ำ ขุดลอกแหล่งน้ำ รวมทั้งการสร้างอ่างเก็บน้ำ และระบบชลประทาน3. การพัฒนาแหล่งน้ำ ในบางพื้นที่ที่ขาดแคลนน้ำ จำเป็นที่จะต้องหาแหล่งน้ำเพิ่มเติม เพื่อให้สามารถมีน้ำไว้ใช้ ทั้งในครัวเรือนและในการเกษตรได้อย่างพอเพียง ปัจจุบันการนำน้ำบาดาลขึ้นมาใช้กำลังแพร่หลายมากขึ้นแต่อาจมีปัญหาเรื่องแผ่นดินทรุด4. การป้องกันน้ำเสีย การไม่ทิ้งขยะและสิ่งปฎิกูลและสารพิษลงในแหล่งน้ำ น้ำเสียที่เกิดจากโรงงานอุตสาหกรรม โรงพยาบาล ควรมีการบำบัดและขจัดสารพิษก่อนที่จะปล่อยลงสู่แหล่งน้ำ5. การนำน้ำเสียกลับไปใช้ น้ำที่ไม่สามารถใช้ได้ในกิจการอย่างหนึ่งอาจใช้ได้ในอีกกิจการหนึ่ง เช่น น้ำทิ้งจากการล้างภาชนะอาหาร สามารถนำไปรดต้นไม้ได้

เครื่องเติมออกซิเจนให้แก่น้ำ ป้องกันมิให้น้ำเน่าเสีย

 

เรื่อง แหล่งน้ำ

แหล่งน้ำธรรมชาติบนโลก

         แหล่งน้ำธรรมชาติของเปลือกโลก และที่ผิวของโลกแบ่งออกเป็น 4 ประเภท คือ แหล่งน้ำในบรรยากาศ (Atmospheric Water) ได้แก่ สถานะไอน้ำ เช่น เมฆ หมอก สถานะของเหลว ได้แก่ ฝน และน้ำค้าง และสถานะของแข็ง ได้แก่ หิมะ และลูกเห็บ เป็นต้น แหล่งน้ำผิวดิน (Surface Water) ได้แก่ น้ำในบรรยากาศที่กลั่นตัวเป็นหยดน้ำและตกลงสู่ผิวโลก ไหลลงมาขังตามแอ่งที่ต่ำ เช่น หนอง บึง แม่น้ำ ทะเล ทะเลสาบ เป็นต้น แหล่งน้ำใต้ดิน (Ground Water) เป็นน้ำที่ไหลซึมผ่านชั้นดิน และหิน ลงไปสะสมตัวอยู่ตามช่องว่างระหว่างอนุภาคดินและหิน น้ำชนิดนี้มีประโยชน์มาก และเป็นตัวการสำคัญในการควบคุมการแพร่กระจายพรรณพืช ตลอดจนเป็นตัวทำละลาย และตกตะกอนเป็นสารประกอบหลายอย่างใต้พื้นดิน น้ำที่เป็นส่วนประกอบทางเคมี (Chemical Water) ได้แก่ น้ำที่เป็นองค์ประกอบทางเคมี หรือเป็นองค์ประกอบในแร่ หิน และดิน และแหล่งน้ำในบรรยากาศ จะเกิดการเปลี่ยนแปลงของน้ำที่เป็นส่วนประกอบทางเคมี เช่น การเย็นตัวลงของหินอัคนี การผุพังของแร่ การเปลี่ยนแปลงจนมีปริมาณน้ำมากบนผิวโลก และใช้ระยะเวลายาวนานมาก (อภิสิทธิ์ เอี่ยมหน่อ ,2525.)

 

 น้ำผิวดิน (Surface Water) น้ำผิวดินเป็นองค์ประกอบหนึ่งของวัฏจักรของน้ำเกิดจากน้ำฝนที่ตกลงมามีการสะสมตัวกันอยู่บริเวณพื้นผิวดิน ซึ่งฝนที่ตกลงมาในระยะแรกน้ำมักจะซึมลงไปในดินก่อนจนกระทั่งดินอิ่มตัวแล้วจึงมีน้ำแช่ขังอยู่ตามลุ่มน้ำหรือแหล่งน้ำขนาดเล็ก ลักษณะการไหลของน้ำผิวดินบนโลกแบ่งเป็นลักษณะการไหลแบบแผ่ซ่าน (Sheet Flow) โดยไหลไปตามความลาดเอียงของพื้นผิว และมีระดับความลึกไม่มาก ประเภทที่สอง คือ การไหลตามร่อง (Channel Flow) หรือเป็นลักษณะการไหลของน้ำไปตามลำธาร ซึ่งเป็นน้ำผิวดินที่ดังที่ได้ศึกษามาแล้ว น้ำผิวดินนับเป็นแหล่งน้ำที่มีประโยชน์มากต่อมนุษย์ ในด้านการดำรงชีวิต แหล่งน้ำผิวดิน ออกจากจะเป็นส่วนของน้ำฝนที่ตกลงสู่ผิวดินแล้วยังหมายรวมถึงส่วนของน้ำที่ไหลล้นออกจากใต้ดินเข้ามาสมทบด้วย ปริมาณของน้ำผิวดินจะมากหรือน้อยก็ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมายังพื้นที่นั้น ๆ ด้วย สำหรับลักษณะน้ำผิวดินทั่วไปเราสามารถแยกพิจารณาได้ดังนี้ อ่างเก็บน้ำ (Reservoir) เป็นแหล่งน้ำผิวดินประเภทที่รองรับน้ำจากน้ำฝนที่ไหลจากพื้นที่ที่สูงกว่าลงมารวมกันในอ่างเก็บน้ำ ดังนั้นอ่างเก็บน้ำเราหมายถึง ทะเลสาบน้ำจืด ที่สร้างขึ้นโดยการก่อสร้างเขื่อนขวางปิดกั้นลำน้ำธรรมชาตินั่นเอง แม่น้ำ , ลำคลอง (Stream and River) แหล่งน้ำผิวดินประเภทนี้เกิดจากการเซาะพังของลำคลองหรือแม่น้ำในเวลาเดียวกัน แหล่งน้ำผิวดินประเภทนี้มักไหลตามความลาดชันของสภาพภูมิประเทศลงสู่ทะเล น้ำผิวดินอื่น ๆ (Other) ได้แก่ ระดับน้ำผิวดินที่มีการแช่ขังอยู่เกือบจะไม่มีทางระบายออกไปสู่บริเวณอื่น ๆ และมีพืชน้ำขึ้นผสมปะปนอยู่ โดยเฉพาะบริเวณน้ำตื้น เช่น “มาบ” หรือ “ที่ลุ่มน้ำขัง” (Swamp) พบมากบริเวณที่ราบภาคกลางของไทย “ที่ลุ่มชื้นแฉะ” (Marsh) หมายถึง พื้นที่ที่มีระดับน้ำตื้น ๆ พอที่พืชน้ำจะขึ้นได้อย่างกระจัด กระจายทั่วไป แต่จะมีความหนาแน่นไม่มากนัก “พรุ” (Bog) เป็นบริเวณแหล่งน้ำผิวดินที่ชื้นแฉะมีพืชน้ำขึ้นปกคลุมหนาแน่น พืชบางส่วนที่ ตายจะสะสมตัวอยู่ใต้น้ำ บางส่วนกลายเป็นโคลนหนามีซากพืชสัตว์ทับถม เช่น บริเวณพรุบาเจาะ จังหวัดนราธิวาส เป็นต้น

ความชื้นในดิน (Soil Moisture) นอกจากน้ำที่ปรากฏอยู่บนผิวดินตามอ่างเก็บน้ำ ทะเลสาบ และอื่น ๆ แล้ว ยังมีความชื้นที่เกาะอยู่ตามเม็ดดิน ซึ่งความชื้นเหล่านี้เกิดจากการซึมของหยดน้ำลงดินและถูกดูดซับโดยอนุภาคของดินไว้ ความชื้นดังกล่าวอยู่ในดินจนกระทั่งเกิดการระเหยหรือถูกดูดซับโดยรากพืชนำไปใช้ ตามปกติความชื้นในดินจะมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำฝน และอัตราการระเหยของน้ำและขึ้นอยู่กับความจุน้ำของในดิน (Field of Capacity of Water) ซึ่งอยู่กับประเภทของเนื้อดิน เช่น ดินทรายจะมีความจุน้ำของดินต่ำสุด ส่วนดินเหนียวจะมีความจุน้ำสูงสุด ทั้งนี้ความหยาบของเนื้อดินจะยอมให้น้ำผ่านได้ง่ายกว่าเนื้อดินที่ละเอียด            น้ำใต้ดิน (Ground Water) น้ำใต้ดิน หมายถึง น้ำที่มีอยู่ในชั้นดินบนผิวโลก ขังอยู่ในช่องว่างระหว่างดินและหิน ซึ่งต้นกำเนิดของน้ำใต้ดินจะมาจากน้ำในบรรยากาศและจากน้ำผิวดินต่าง ๆ โดยปกติคุณภาพของน้ำใต้ดินมักมีคุณภาพดี อันเนื่องมาจากการถูกกรองด้วยชั้นดินและหิน แต่อาจมีแร่ธาตุและสารเคมีบางชนิดเจือปนอยู่ในปริมาณมากกว่าน้ำผิวดิน น้ำใต้ดินเป็นส่วนหนึ่งของน้ำฝนที่ตกลงมายังผิวโลก และไหลซึมลงไปตามชั้นดินลงไปถึงชั้นที่น้ำมีการสะสมตัวรวมกัน จึงมีผลทั้งในแง่ของการละลาย การพัดพา การทับถม โดยน้ำใต้ดินมีการกระทำเพียงสองชนิดคือ การกษัยการ และการทับถม ซึ่งเกิดจากการไหลซึมผ่านชั้นดินและหินลงไป ในบางพื้นที่น้ำใต้ดินจะมีการไหลเหมือนกับน้ำบนผิวดินเพียงแต่ว่าอยู่ลึกจากผิวดินลงไป ซึ่งมักพบเสมอในบริเวณที่เป็นถ้ำ ฤดูกาลก็เป็นปัจจัยหนึ่งที่สำคัญต่อการพัดพาของน้ำใต้ดิน เนื่องจากมีน้ำหลากมาก ทำให้เกิดการพัดพา การกษัยการมากขึ้นตามไปด้วย ดังนั้นน้ำใต้ดินจัดว่าเป็นกระบวนการระบายน้ำออกจากผิวดินได้อีกแบบหนึ่งเช่นกัน

ลักษณะของน้ำใต้ดิน


ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อน้ำใต้ดิน  ดังที่ได้กล่าวมาแล้วว่ากำเนิดของน้ำใต้ดินจะมาจากน้ำในบรรยากาศ ซึ่งขึ้นอยู่กับอัตราการ ไหลซึมลงดิน โดยจะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับปัจจัยดังต่อไปนี้ ช่วงเวลาที่มีฝนตก (Time) หมายถึง ถ้าช่วงเวลาที่มีฝนตกสั้น น้ำจะไหลผ่านผิวดินไปอย่างรวดเร็ว ปริมาณการไหลซึมลงดินของน้ำจะต่ำ และซึมลงได้น้อย แต่ถ้ามีฝนตกเป็นเวลานาน และเบา ๆ ัตราการไหลซึมจะมีมากกว่า
ความลาดชันของพื้นที่ (Slope) ถ้าพื้นที่มีความลาดชันมากน้ำจะไหลไปบนดินมากกว่าที่จะซึมลงดินความโพรกตัวของดินและหิน (Porosity) หมายถึง อัตราส่วนระหว่างปริมาตรของช่องว่างในหินก้อนหนึ่งกับปริมาตรทั้งหมดของหินก้อนนั้น โดยค่าความโพรกตัว แสดงเป็นร้อยละ ความโพรกตัวจะขึ้นอยู่กับรูปร่าง ขนาด การวางตัวของหินและเศษแร่ที่ประกอบตัวกันเป็นหิน ความฟ่ามของดินและหิน (Permeability) หมายถึง ความสามารถในการที่ยอมให้น้ำไหลผ่านหินที่มีความฟ่ามสูง คือ หินที่น้ำไหลผ่านได้เร็ว รือความฟ่ามขึ้นอยู่กับนาดของช่องว่าง ไม่ใช่ปริมาตรของช่องว่าง ปริมาณของต้นไมต้นไม้จะช่วยชะลอการไหลของน้ำผิวดินให้ช้าลง ซึ่งจะช่วยให้ปริมาณน้ำไหลซึมลงดินได้มากขึ้น ความลาดเทของชั้นหิน ที่น้ำใต้ดินไหลอยู่ น้ำใต้ดินจะไหลได้ดีไปตามชั้นหินที่มีความฟ่ามสูง โดยเฉพาะถ้าชั้นดินที่อยู่ถัดไปมีความแน่นทึบสูง น้ำจะไหลเฉพาะชั้นหินเนื้อฟ่ามนั้น และถ้าชั้นหินมีความลาดเทมากน้ำจะไหลได้เร็ว

ลักษณะของแหล่งน้ำใต้ดิน เราแบ่งน้ำใต้ดิน หรือ เขตน้ำใต้ดิน (Zone of Subsurface water) ออกเป็นสองเขต คือ เขตมีอากาศแทรกในชั้นหิน และเขตอิ่มตัว โดยสามารถพิจารณาได้ดังนี้ เขตที่มีอากาศแทรกในชั้นหิน (Zone of Aeration)เป็นเขตที่ปริมาณของน้ำใต้ดินมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา เป็นชั้นที่มักอยู่ใต้ผิวดินในระดับตื้น ระดับน้ำจะแปรเปลี่ยนไปตามฤดูกาล เช่น ฤดูแล้งระดับน้ำจะลึกกว่าฤดูฝน จัดเป็นประเภทชั้นให้น้ำแบบเปิด (Unconfied Aquifers) เขตนี้เป็นตอนที่น้ำจากผิวดินไหลผ่านลงสู่เบื้องล่าง โดยเขตนี้เราสามารถแบ่งออกเป็น 3 เขตย่อย คือ เขตความชื้นในดิน (Belt of Soil Moisture) ซึ่งเป็นบริเวณที่รากพืชหยั่งราก และสามารถดูดซึมนำน้ำไปใช้ได้ โดยพืชดูดซึมความชื้นจากดิน แล้วปล่อยให้ระเหยกลายเป็นไอสู่บรรยากาศ หรือบางครั้งความชื้นในดินจะระเหยสู่บรรยากาศโดยตรง เขตชั้นกลาง อยู่ระหว่างเขตความชื้นในดิน และเขตน้ำซึม น้ำในเขตนี้จะเกาะ ดินด้วยแรงดึงดูดระหว่างอนุภาค จึงมีการเคลื่อนไหวของน้ำน้อยมาก เว้นแต่ในระยะที่มีปริมาณน้ำฝนมาก ช่วงกลางจึงเป็นทางผ่านของน้ำไปสู่เขตที่ลึกกว่า เขตน้ำซึม (Capillary Fringe) เป็นบริเวณที่ได้รับน้ำจากเขตอิ่มตัวมีความหนาตั้งแต่ 2-3 เซนติเมตร ถึง 2-3 เมตร ลักษณะคล้ายกระดาษซับน้ำที่จะมีน้ำจากเขตที่อยู่เบื้องล่างซึมขึ้นมาตามแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของดินหรือหินกับน้ำ เขตอิ่มตัว (Zone of Saturation) เป็นเขตที่มีน้ำใต้ดินขังอยู่เต็มทุกช่องว่างในเนื้อดิน เราเรียกน้ำในเขตนี้ว่าเป็นน้ำใต้ดิน โดยยึดระดับบนสุดของระดับน้ำ ณ เขตนี้เป็นระดับน้ำใต้ดิน (Water Table) โดยชั้นดินหรือชั้นหินที่มีปริมาณน้ำมากจนอิ่มตัวและมีปริมาณมากพอที่พืชสามารถนำขึ้นมาใช้ได้ ชั้นให้น้ำในเขตอิ่มตัวนี้เราเรียกว่า ชั้นให้น้ำแบบปิด (Confined Aquifers) มักอยู่ในระดับลึก มีชั้นหินหนาปิดปกคลุมด้านบนไว้ ทำให้น้ำในชั้นนี้มีความดัน มลพิษจากพื้นดินไม่สามารถปนเปื้อนลงไปได้ แต่อาจมีแร่ธาตุบางอย่างปะปนอยู่ ชั้นให้น้ำแบบปิดนี้อาจมีหลายชั้นสลับกันไป ระดับน้ำใต้ดิน (Water Table) คือผิวบนของเขตอิ่มน้ำ หมายถึงระดับของน้ำใต้ดินที่เกิดขึ้น เนื่องจากการสะสมน้ำใต้ดินที่ไม่อาจซึมต่อไปได้ แต่ระดับน้ำใต้ดินจะไม่คงที่แน่นอน สามารถมีการเปลี่ยนแปลงได้ตามฤดูกาล เช่น ในบริเวณภูเขาที่มีฝนตกสม่ำเสมอ ระดับน้ำใต้ดินอาจอยู่ลึก 2-3 เมตร ถึงหลายร้อยเมตรใต้ผิวดิน ส่วนในแถบภูมิอากาศร้อนและแห้งแล้งที่มีฝนตกน้อยและมีการระเหยกลายเป็นไอมาก ระดับน้ำใต้ดินจะอยู่ลึกมาก ส่วนบริเวณใกล้ลำธารแม่น้ำ ทะเลสาบหรือแหล่งน้ำอื่นๆ ระดับน้ำใต้ดินจะอยู่ใกล้ผิวดินมาก และระดับน้ำใต้ดินจะลาดเอียงใกล้แหล่งน้ำที่อยู่ใกล้มาก

          ชั้นหินอุ้มน้ำใต้ดิน (Ground water Aquifers) ชั้นหินอุ้มน้ำ (Aquifers) คือ หิน หรือ ตะกอนที่น้ำบาดาลสามารถซึมผ่านได้ เช่น ชั้นกรวด ทราย เนื่องจากการวางเรียงตัวของเม็ดทรายมีช่องว่างขนาดเล็กๆ กว่าช่องว่างของการเรียงตัวของชั้นกรวด การสะสมตัวของน้ำจึงน้อยกว่า ส่วนหินอัคนีและ หินแปร หินดินดาน เนื้อหินแน่นเกินกว่าจะเป็นชั้นหินอุ้มน้ำ ชั้นหินอุ้มน้ำมี 2 ประเภท ดังนี้ ชั้นหินให้น้ำแบบเปิด (Unconfined Aquifers) เป็นชั้นหินที่มีน้ำบาดาลอยู่ในเขตอิ่มน้ำ มีระดับผิวน้ำเป็นระดับน้ำใต้ดิน และไหลไปตามแนวเทของชั้นหิน สำหรับการขุดเจาะบ่อน้ำบาดาล และใช้น้ำจากชั้นหินอุ้มน้ำปกตินี้ ถ้าขุดบ่อบาดาลตื้นเกินไป มีโอกาสจะขาดแคลนน้ำได้ แต่ถ้าขุดลึกจะได้น้ำใช้ตลอดปี ทั้งนี้ขึ้นกับชนิดของหิน และรอยแตกในเนื้อหิน เช่น ถ้าเป็นหินอัคนีแบบเนื้อสมานแน่น และหินแปร แม้ว่าจะเป็นหินที่ไม่ยอมให้น้ำซึมผ่าน แต่ถ้ามีรอยแตกในหินมากเป็นที่สะสมตัวของน้ำ บ่อน้ำใต้ดินจะมีน้ำใช้ เป็นต้น ชั้นหินให้น้ำแบบปิด (Confine Aquifer) เป็นชั้นหินให้น้ำภายใต้แรงดัน โดยชั้นหินอุ้มน้ำอยู่ระหว่างชั้นหินเนื้อทึบที่ไม่ยอมให้น้ำซึมผ่าน ประกบอยู่ทั้งด้านบนและด้านล่าง จัดเป็นชั้นหินที่อยู่ภายใต้ความกดดันอันเนื่องมาจากน้ำหนักของหินที่กดทับ และน้ำหนักของน้ำในชั้นหินเดียวกันที่อยู่ต่างระดับกัน บางครั้งแรงดันมาก เมื่อเจาะจะมีน้ำไหลพุ่งมาเหนือปากบ่อ เรียกว่าบ่อน้ำพุ(Flowing Well) และเนื่องจากน้ำบาดาลจากชั้นหินอุ้มน้ำประเภทนี้มักอยู่ในระดับลึก สามารถนำมาใช้บริโภคได้ แต่อาจมีคุณสมบัติเป็นน้ำกระด้าง เนื่องจากมีปริมาณแร่ธาตุละลายปนอยู่มาก

          สำหรับชนิดของหินที่เป็นชั้นหินอุ้มน้ำนั้น เนื่องจากหินทุกชนิดมีความสามารถในการให้น้ำแตกต่างกัน เนื่องจากสภาพทางธรณีวิทยาที่มีความแตกต่างกัน สามารถแยกพิจารณาได้ ดังนี้ หินตะกอน เป็นหินที่ไม่มีการประสานตัวแน่นเป็นหินแข็ง เช่น ตะกอนที่สะสมตัวตามแอ่ง ที่ราบ หุบเขา ธารน้ำ ซึ่งจากการศึกษาพบว่า ชั้นหินอุ้มน้ำทั่วโลกร้อยละ 90 เป็นพวกตะกอนร่วน เช่น ทราย กรวด และพวกตะกอนเศษหินริมแม่น้ำ เป็นต้น หินกรวดมน มักมีทรายและเศษหินแทรกระหว่างช่องว่าง หินกรวดขนาดใหญ่ จึงอุ้มน้ำไม่ได้ ยกเว้นแต่น้ำที่แทรกตามรอยแตกของหิน และขึ้นอยู่กับการประสานของเนื้อหินด้วย ถ้าการประสานตัวมีไม่มากอาจจะพอมีน้ำบ้างไม่มากนัก หินทราย โดยทั่วไปมีความพรุนและสภาพการซึมน้ำมีมาก เนื่องจากมีความสามารถในการกักเก็บน้ำน้อย ไม่จัดเป็นชั้นหินอุ้มน้ำ แต่น้ำบาดาลที่พบในหินทรายส่วนใหญ่ได้จากรอยแตกและรอยต่อของชั้นหิน ถ้ามีขนาดใหญ่และมีแนวยาวต่อเนื่องกันจะให้น้ำได้มาก หินดินดาน มีรูพรุนในเนื้อหินมาก แต่ยอมให้น้ำซึมผ่านได้น้อย น้ำจึงไหลผ่านไม่ได้ จึงไม่จัดเป็นชั้นหินอุ้มน้ำ ยกเว้นเนื้อหินดินดานที่มีเนื้อแข็งและเปราะ จึงมีรอยแตกระหว่างเนื้อหินมากพอที่จะดักน้ำบาดาลได้มากหินปูน เป็นหินแข็ง เปราะ ที่มีเนื้อสมานแน่น ในบางกรณีเมื่อถูกแรงบีบอัดก็จะเกิดรอยแตกในเนื้อหิน หรือเป็นโพรงระหว่างชั้นหิน ถ้ามีน้ำสะสมตัวอยู่สามารถขุดเจาะน้ำมาใช้ได้ ดังนั้นน้ำบาดาลจึงเป็นน้ำที่แทรกตัวอยู่ตามโพรงหินปูนมากกว่า หินแปร หินชนวน และหินชีสต์ เป็นหินที่มีการวางตัวของเนื้อหินเป็นแผ่น มีลักษณะเป็นแผ่นๆ เมื่อถูกแรงบีบอัดให้โค้งงอและแน่น จะทำให้ช่องว่างระหว่างแผ่นมีน้อยมาก จึงมีการสะสมตัวของน้ำน้อย และจากปัญหาความแข็งของชั้นหินจึงยากต่อการขุดเจาะน้ำบาดาลมาก หินอัคนี เช่น หินแกรนิต เนื้อสมานแน่น ไม่มีความพรุน จึงไม่มีการสะสมตัวของน้ำในเนื้อหิน ยกเว้นแต่ตามรอยแตกของหิน แต่ถ้ามีโพรงอากาศที่เกิดในขณะที่หินมีการเย็นตัวลง อาจเป็นโพรงที่น้ำสะสมตัวอยู่ได้

          การเคลื่อนที่ของน้ำใต้ดิน การเคลื่อนที่ของน้ำใต้ดินแบ่งออกเป็น 2 แบบ ดังนี้ การไหลตามแนวดิ่ง ซึ่งเป็นการไหลซึมลงดินตามแนวดิ่ง อัตราการไหลจะเร็วหรือ ช้าขึ้นอยู่กับโครงสร้างของชั้นดินและหินว่ามีช่องว่างในเนื้อหินและความสามารถในการยอมให้น้ำซึมผ่าน การไหลตามแนวระดับ เป็นการไหลตามแรงโน้มถ่วงของโลก เช่น การไหลจาก ระดับสูงลงไปสู่ระดับที่ต่ำกว่า อัตราการไหลจะเร็วหรือช้าขึ้นอยู่กับลักษณะภูมิประเทศ และเนื้อหิน เช่น หินเนื้อละเอียดมากอัตราการไหลของน้ำจะไหลได้ช้ามาก แต่ถ้าไหลผ่านโพรง เช่น ถ้ำ ที่ติดต่อกันเป็นทางยาวน้ำใต้ดินจะไหลได้เร็วพอๆ กับการไหลของน้ำผิวดิน โดยสรุปอัตราการไหลจะเร็วหรือช้า ขึ้นอยู่กับความพรุนของเนื้อหิน (Porosity) และความสามารถในการยอมให้น้ำซึมผ่านชั้นหิน (Permeability) นอกจากนี้ การยอมให้น้ำไหลซึมผ่านจะเป็นสัดส่วนกับความลึก เนื่องจากมีแรงกดดันสูง และความลาดชันของพื้นที่ด้วยเช่นกัน

           การสำรวจแหล่งน้ำบาดาล การสำรวจแบ่งเป็น 2 แบบ ได้แก่ การสำรวจบนผิวดิน ได้แก่ การสำรวจทางด้านอุทกธรณีโดยสำรวจชนิดหิน สภาพการยอมให้น้ำซึมผ่าน ความ สามารถในการยอมให้น้ำซึมผ่าน โครงสร้างทางธรณีวิทยา ตลอดจนสภาพภูมิประเทศ การสำรวจทางด้านธรณีฟิสิกส์ เช่น การตรวจสอบคุณสมบัติทางด้านกายภาพของหินที่ อยู่ใต้ดิน การหาแหล่งแร่ การศึกษาโครงสร้างของชั้นหิน โดยการวัดค่าความสั่นสะเทือน การวัดความต้านทานกระแสไฟฟ้า เป็นต้น การสำรวจโดยใช้รูปถ่ายทางอากาศ และรูปถ่ายดาวเทียม ศึกษาโครงสร้างของหิน ในบริเวณกว้างๆ เช่น สภาพทางธรณีวิทยา ลักษณะภูมิประเทศ ขอบเขตชุดดินและหิน ขอบเขตลุ่มน้ำ เป็นต้น การสำรวจใต้ดิน ได้แก่ การขุดเจาะสำรวจ การเก็บตัวอย่างหิน มาศึกษา เกี่ยวกับชนิด ความหนา ความลึก ความพรุนของเนื้อหิน ความสามารถในการยอมให้น้ำซึมผ่าน เป็นต้น

แหล่งน้ำใต้ดิน

          แหล่งน้ำใต้ดิน หมายถึง บริเวณที่มีน้ำบาดาลสะสมตัวอยู่เป็นปริมาณมาก โดยแหล่งน้ำบาดาลที่ดีควรจะเป็นชั้นหินที่มีโพรกตัวสูง และมีความฟ่ามสูง ได้แก่ ชั้นกรวดทรายที่มีการทับถมกันใหม่ ๆ ยังไม่กลายเป็นหิน หินทรายที่มีความโพรกตัวและความฟ่ามสูง หินปูนที่มีรอยร้าวและมีโพรงในหิน เราเรียกว่า “หินน้ำซึม” (Aquifer) สำหรับการนำน้ำบาดาลมาใช้มี 3 ลักษณะ คือ บ่อน้ำบาดาล (Deep Wells) เป็นบ่อที่มีระดับความลึกมาก ๆ ในทางวิศวกรรมไม่สามารถกำหนดระดับความลึกได้แน่ชัด การนำน้ำขึ้นมาใช้ต้องใช้เครื่องมือช่วยขุด บางแห่งเมื่อขุดลงไปอาจมีปริมาณน้ำมากในช่วงแรกเท่านั้น เราไม่เรียกว่าบ่อบาดาล เรียกว่า บ่อบาดาลปลอม บ่อบาดาลควรมีปริมาณการให้น้ำตลอดเวลาเนื่องมาจากน้ำใต้ดินบริเวณรอบ ๆ บ่อจะไหลเข้ามาแทนที่ตลอดเวลา บ่อน้ำตื้น (Shallow Wells) เป็นบ่อที่ขุดขึ้นโดยไม่ลึกมากนัก โดยระดับความลึกแค่ผิวดินขึ้นบนเท่านั้น สามารถขุดเจาะได้เอง การขุดบ่อน้ำตื้นควรมีระยะห่างจากส้วมซึมประมาณ 20 เมตร เป็นอย่างต่ำ บ่อน้ำตื้นจะมีปริมาณน้ำเปลี่ยนแปลงไปตามฤดูกาลและสภาพภูมิประเทศบริเวณนั้น ทางน้ำซับ(Inflitration Galleries) มีลักษณะเป็นน้ำใต้ดินที่ไหลซึมผ่านชั้นดินตามแนวดิ่งไปสะสมตัวในชั้นหินในแนวนอนหรือแนวราบจนมีปริมาณมากและไม่สามารถไหลซึมผ่านไปได้อีกก็จะไหลไปตามแนวเทของชั้นหินหรือลักษณะภูมิประเทศ จนถึงจุดที่มีทางออก เช่น ตามลาดเขา หรือจุดตัดระหว่างชั้นหินกับบริเวณผิวดิน น้ำใต้ดินจึงไหลออกมาได้ จึงมักพบบริเวณลาดเขา หรือเชิงเขา บางครั้งพบว่าบางพื้นที่จะได้เห็นน้ำซับซึมจากชั้นดิน ถ้ามีปริมาณน้ำมากสามารถนำมาใช้ได้ ในกรณีที่น้ำไหลมีกำลังแรงมาก เรียกว่า “น้ำพุ” มีประโยชน์ในการนำกลับมาใช้เป็นแหล่งน้ำสำหรับอุปโภคและบริโภค

  น้ำพุร้อน (hot Spring) หมายถึง น้ำใต้ดินที่ไหลกลับขึ้นมายังพื้นผิวดินที่มีอุณหภูมิสูงกว่าร่างกายมนุษย์ อาจไหลซึมขึ้นมาหรือพุ่งขึ้นไปบนอากาศสูง ๆ น้ำพุมักจะพบตรงที่หินน้ำซึมโผล่ออกมาหรือบริเวณระนาบรอยเลื่อน(Fault) หรือรอยคดโค้งของหิน(Fold) เกิดจากน้ำที่ซึมตามร่องหินสู่แหล่งน้ำใต้ดิน และไปสัมผัสกับบริเวณรอยแยกของเปลือกโลกที่มีพลังงานความร้อน ทำให้มีอุณหภูมิสูงขึ้นจนน้ำบางส่วนกลายเป็นไอ ทำให้มีแรงดันกลับขึ้นมาบนพื้นผิวโลก ได้แก่ น้ำพุร้อน (Thermal Spring)เป็นน้ำพุที่พุ่งขึ้นมาบนพื้นดินมีระดับอุณหภูมิสูง เกิดจากการที่น้ำ ใต้ดินไหลไปสัมผัสกับหินเปลือกโลกที่มีอุณหภูมิสูง บางแห่งร้อนจัดจนมีควันพวยพุ่งออกมาด้วย เนื่องจากปกติเปลือกโลกที่มีอุณหภูมิสูงทุก 1 องศาเซลเซียส ทุกระยะความลึก 30 เมตร น้ำที่ไหลลงไปลึกๆ แล้วพุ่งสู่พื้นดินอย่างรวดเร็วตามแรงดัน ทำให้ไม่มีโอกาสเย็นตัว จึงกลายเป็นน้ำพุร้อน น้ำพุร้อนมักมีแร่ธาตุต่างๆ ปะปนอยู่มากมาย เช่น ซิลิกา แคลเซียมคาร์บอเนต และกำมะถัน เป็นต้น น้ำพุร้อนกีเซอร์ (Geyser) หมายถึง น้ำพุร้อนที่มีการพุ่งขึ้นมาอย่างแรงแล้วหยุดสลับกันไป มักเกิดบริเวณภูเขาไฟ แนวรอยเลื่อนของเปลือกโลก เช่น น้ำพุร้อนกีเซอร์ ที่บ้านโป่งเดือด ป่าแป๋ อำเภอแม่แตง จังหวัดเชียงใหม่ น้ำพุร้อนกีเซอร์เกิดจากน้ำผิวดินที่ไหลลงไปตามปล่องหรือรอยร้าวของเปลือกโลก เมื่อน้ำใต้ดินไหลไปสัมผัสกับหินร้อนจัดภายใต้ความกดดันสูง น้ำตอนล่างที่อยู่ใกล้กับแหล่งความร้อนจะเดือนกลายเป็นไอก่อนดันให้น้ำตอนบนเอ่อล้นมาที่ผิวดิน เป็นการระบายน้ำบางส่วนออกมา ความกดภายในรอยแยกจะลดลงแบบเฉียบพลัน ทำให้น้ำที่เหลืออยู่เดือดทันที กลายเป็นไอและพุ่งออกมาได้สูง เมื่อน้ำในปล่องแห้ง พลังของมันจะหมดลง น้ำจะไม่พุ่งขึ้นมาอีก จนรอให้น้ำไหลเข้ามาสะสมใหม่แล้วเกิดวนเวียนเช่นนี้เรื่อยไป เช่น น้ำพุกีเซอร์ ที่วนอุทยานเยลโลสโตน ก่อนที่จะมีน้ำพุ่งออกมาแต่ละครั้งจะมีน้ำพุ่งขึ้นอ่อน ๆ เพียง 1 – 3 เมตร อยู่ 2 – 3 วินาที หลังจากนั้นจะมีน้ำพุร้อนที่เดือดจนเป็นไอพุ่งรุนแรงสูงถึง 35 – 50 เมตร เป็นเวลา 4 นาที จึงหมดพลังลง ประมาณอีก 1 ชั่วโมงถัดมาจึงเกิดอีกครั้งหนึ่งทุก ๆ รอบ 1 ชั่วโมง

            

น้ำพุร้อนมีความสัมพันธ์กับบริเวณของเปลือกโลกที่มีการเคลื่อนไหว เช่น ภูเขา หรือเปลือกโลก เนื่องมาจากการเกิดรอยคดโค้ง หรือรอยเลื่อนของชั้นหิน ความร้อนที่มีอยู่ใต้พิภพสามารถถ่ายเทมายังบริเวณนี้ได้ เมื่อน้ำใต้ดินไหลซึมลงไปก็จะได้รับความร้อนสูงขึ้น จนกลายเป็นไอน้ำดันให้น้ำร้อนใต้ดินพุ่งสู่ผิวดิน บางแห่งมีแก๊สและแร่ธาตุละลายจากใต้พื้นโลกขึ้นมาด้วยทำให้มีกลิ่น เช่น กลิ่นกำมะถัน กรมทรัพยากรธรณีได้ทำการสำรวจแหล่งน้ำพุร้อนในประเทศไทย พบว่ามีอยู่รวม 91 แห่ง และมีอยู่ทุกภาคของประเทศไทยยกเว้นภาคตะวันออกเฉียงเหนือภาคเดียว ภาคที่มีน้ำพุร้อนอยู่มากที่สุด ได้แก่ ภาคเหนือ รองลงมา ได้แก่ ภาคใต้ ภาคกลาง ภาคตะวันตก และภาคตะวันออก โดยน้ำพุร้อนสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท โดยใช้เกณฑ์อุณหภูมิในการพิจารณา ได้แก่ น้ำพุร้อนชนิดร้อนจัด มีอุณหภูมิของน้ำระหว่าง 50 – 100 องศาเซลเซียส และมีปริมาณสารละลายค่อนข้างสูง ได้แก่ น้ำพุร้อนสันกำแพง น้ำพุร้อนฝาง จังหวัดเชียงใหม่ เป็นต้น น้ำพุร้อนชนิดอุ่น มีอุณหภูมิของน้ำต่ำกว่า 50 องศาเซลเซียส และมีปริมาณสารละลายค่อนข้างต่ำ ได้แก่ น้ำพุร้อนแหล่งบ้านแม่ชี และแหล่งบ้านแม่นะ อำเภอปาย จังหวัดแม่ฮ่องสอน เป็นต้น

ความสำคัญของน้ำใต้ดิน

          น้ำใต้ดินนับเป็นแหล่งน้ำที่สำคัญอีกแหล่งหนึ่งของมนุษย์สำหรับอุปโภคบริโภค พื้นที่บางแห่งอาจมีความจำเป็นต้องใช้แหล่งน้ำใต้ดินเนื่องมาจากการขาดแคลนแหล่งน้ำผิวดิน เช่น ในเขตกรุงเทพมหานคร พบว่ามีปริมาณการขุดเจาะบ่อบาดาลเพื่อนำน้ำใต้ดินขึ้นมาใช้เป็นจำนวนมาก การนำน้ำใต้ดินมาใช้โดยการขุดเจาะบ่อบาดาลลึกลงไปในชั้นหิน ซึ่งสามารถทำได้สะดวกและมีค่าใช้จ่ายน้อย ในทำนองเดียวกันการขุดเจาะบ่อบาดาลเพื่อนำน้ำใต้ดินมาใช้มากเกินไป จะทำให้เกิดปัญหาแผ่นดินทรุด สำหรับการขุดเจาะบ่อบาดาลมักขุดเจาะในแนวดิ่ง แต่ในบางบริเวณอาจทำในแนวนอน ลักษณะของทางน้ำซับซึ่งมักพบบริเวณเขตภูมิอากาศร้อนและแห้งแล้งแถบตะวันออกกลางหรือทางตอนเหนือของแอฟริกาในประเทศอิหร่าน เรียกว่า “กราแนต” (Ganat) โดยการขุดอุโมงค์ในแนวนอนเข้าไปตามไหล่เขาที่มีการทับถมของตะกอนเพื่อให้น้ำไหลซึมมารวมกันแล้วนำน้ำไปใช้ ส่วนแถบหมู่เกาะฮาวายของประเทศสหรัฐอเมริกามีการขุดเจาะในแนวเฉียง ประมาณ 30 องศา เรียกว่า “เมาอิ” (Maui) การขุดเจาะบ่อบาดาลโดยทั่วไปจะมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 30 – 40 เซนติเมตร หรือมากกว่า และบ่อจะมีความลึกประมาณ 300 เมตร อย่างไรก็ตามการขุดเจาะบ่อบาดาลเพื่อนำน้ำขึ้นมาใช้อาจทำให้เกิดแผ่นดินทรุดได้ เนื่องจากการขุดและสูบน้ำขึ้นมาใช้ในปริมาณมาก ๆ ระดับน้ำในบ่อจะลดต่ำลง น้ำใต้ดินในบริเวณรอบๆ บ่อจะไหลเข้ามาแทนที่น้ำในบ่อน้อยลง จึงทำให้เกิดการทรุดตัวของดินโดยรอบบ่อมีลักษณะการทรุดตัวของแผ่นดิน บางครั้งเป็นรูปกรวย เรียกว่า กรวยน้ำยุบ (Cone of Depression)

นอกจากนั้นแล้วน้ำใต้ดินอาจเกิดการเน่าเสีย มีสิ่งเจือปนได้เนื่องมาจากการทิ้งขยะมูลฝอย โดยปราศจากการปูรองก้นหลุมหรือการจัดการที่ดีพอ ทำให้เมื่อเกิดฝนตกลงมาน้ำที่ไหลแทรกซึมไปตามกองขยะจะชะล้างเอาสิ่งสกปรกแล้วพัดพาซึมลงสู่แหล่งน้ำใต้ดิน หรือสารเคมีจากโรงงานล้วนมีผลต่อการเกิดมลพิษต่อน้ำใต้ดินทั้งสิ้น ตลอดจนสารกัมมันตภาพรังสีจากโรงงานไฟฟ้าปรมาณูที่บรรจุภาชนะเหล็กนำไปฝังดิน เมื่อภาชนะดังกล่าวผุพังและมีน้ำไหลผ่าน น้ำจะละลายสารกัมมันตภาพรังสีลงไปด้วย นับว่าเป็นอันตรายอย่างมาก อย่างไรก็ตามประโยชน์ของน้ำใต้ดินนอกจากใช้ในการอุปโภคบริโภคแล้ว ยังมีประโยชน์ในแง่การพัฒนาเป็นแหล่งท่องเที่ยว เช่น น้ำพุร้อน และน้ำพุร้อนยังมีการนำมาพัฒนาการใช้ประโยชน์จากพลังงานความร้อนใต้พิภพได้อีก เช่น โครงการพัฒนาแหล่งน้ำพุร้อนเพื่อนำมาใช้ประโยชน์ด้านการผลิตกระแสไฟฟ้า การใช้พลังงานในการอบ หรือบ่มผลผลิตทางด้านการเกษตร เป็นต้น

แหล่งน้ำ

เรื่อง แหล่งน้ำ

ทรัพยากรน้ำ

ทรัพยากรน้ำ หมายถึง แหล่งต้นตอของน้ำที่เป็นประโยชน์หรือมีศักยภาพที่จะก่อให้เกิดประโยชน์แก่มนุษย์ ทรัพยากรน้ำมีความสำคัญเนื่องจากน้ำเป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากแก่การดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ได้มีการนำน้ำมาใช้ในด้านเกษตรกรรม อุตสาหกรรม บ้านเรือน นันทนาการและกิจกรรมต่างๆ รวมทั้งด้านสิ่งแวดล้อม น้ำที่มนุษย์นำมาใช้ในกิจกรรมต่างๆ ดังกล่าวนั้นจะเป็นน้ำจืด แต่น้ำจืดในโลกเรามีเพียงร้อยละ 2.5 เท่านั้น และปริมาณ 2 ใน 3 ของน้ำจืดจำนวนนี้เป็นน้ำแข็งในรูปของธารน้ำแข็งและน้ำแข็งที่จับตัวกันอยู่ที่ขั้วโลกทั้งสองขั้ว ปัจจุบันความต้องการน้ำมีมากกว่าน้ำจืดที่มีอยู่ในหลายส่วนของโลก และในอีกหลายพื้นที่ในโลกกำลังจะประสบปัญหาความไม่สมดุลของอุปสงค์และอุปทานของน้ำในอนาคตอันไม่ไกลนัก กรอบปฏิบัติเพื่อการจัดสรรทรัพยากรน้ำให้แก่ผู้ใช้น้ำ (ในพื้นที่ที่มีกรอบปฏิบัติแล้ว) เรียกว่า “สิทธิการใช้น้ำ” (Water rights)

น้ำกับความขัดแย้ง

ตัวอย่างที่ชัดเจนเกี่ยวกับความขัดแย้งเกี่ยวกับการใช้น้ำระหว่างรัฐเกิดขึ้นระหว่าง 1950 – 1800 ปีก่อน พ.ศ. ระหว่างรัฐสุเมเรียแห่งลากาช และ รัฐอุมมา[1] แม้จะขาดหลักฐานว่าเป็นสงครามระหว่างรัฐที่เกิดจากการแย่งน้ำเพียงอย่างเดียวก็ตาม น้ำก็ได้เป็นต้นตอของความขัดแย้งระหว่างกันของมนุษยชาติมาตลอดเวลาแห่งประวัติศาสตร์ เมื่อน้ำขาดแคลนมากเมื่อใดก็จะเกิดความตึงเครียดทางการเมืองซึ่งมักเรียกกันว่า “ความตึงเครียดจากน้ำ” (Water stress) ความตึงเครียดจากน้ำนี้มักนำไปสู่ปัญหาความขัดแย้งในระดับท้องถิ่นและขยายไปถึงระดับภูมิภาค[2]

ความเครียดจากน้ำยังเป็นตัวเป็นตัวทำให้ความเครียดทางการเมืองที่ไม่เกี่ยวข้องกับน้ำมีความรุนแรงเพิ่มขึ้นด้วย คุณภาพและปริมาณของน้ำจืดที่ค่อยๆ ลดลงตามกาลเวลามีผลทำให้ความมั่นคงของภูมิภาคมีผลให้สุขภาพความเป็นอยู่ของประชาชนเลวลงเป็นตัวปิดกั้นการพัฒนาทางเศรษฐกิจซึ่งมีผลกระทบเวียนกลับทำให้สถานการณ์ความขัดแย้งเลวลงกว่าเดิม[3]

ความขัดแย้งและความตึงเครียดและความขัดแย้งเกี่ยวกับน้ำมักเกิดขึ้นภายในบริเวณชายแดนของประเทศ ภาคหรือจังหวัดและบริเวณตอนใต้ของลุ่มน้ำ เช่นบริเวณใต้ลุ่มน้ำแม่น้ำเหลืองของจีน ลุ่มเจ้าพระยาของประเทศไทยซึ่งประสบกับปัญหาความเครียดจากน้ำมาเป็นเวลาหลายปี นอกจากนี้ ประเทศแห้งแล้งบางประเทศซึ่งต้องพึ่งพาน้ำเพื่อการชลประทานเป็นอันมาก เช่นจีน อินเดีย อิหร่านและปากีสถานจึงมักเสี่ยงกับปัญหาความตึงเครียดที่มีชนวนมาจากน้ำ[3] ความตึงเครียดทางการเมือง เช่น การประท้วงและการก่อเหตุความวุ่นวายอาจขึ้นจากการประท้วงการแปรรูปจากองค์การรัฐเป็นเอกชนและการตั้งราคาน้ำบริโภคในประเทศโบลิเวียเมื่อ พ.ศ. 2543

แหล่งน้ำจืด

น้ำผิวดิน

ทะเลสาบชันการาในประเทศชิลีตอนเหนือ

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 ระบบน้ำผิวดินต้องการเพียงอ่างหรือแหล่งกักเก็บที่มีความจุให้พอสำหรับไว้ชดเชยน้ำในลำธารที่มีอัตราการไหลเข้าอ่างในฤดูแล้งต่ำกว่าอัตราการใช้น้ำในการหล่อเย็น่ทาา
น้ำผิวดินตามธรรมชาติสามารถเพิ่มพูนได้โดยการนำน้ำเข้ามาจากแหล่งในลุ่มน้ำอื่นด้วยการขุดคลองส่งน้ำหรือวางท่อส่งน้ำ หรืออาจทำด้วยวิธีอื่นๆ แต่ก็ได้ไม่มาก มนุษย์เรามีส่วนทำให้ระบบน้ำผิวดินไม่มั่นคงหรือ “หายไป” จากการสร้างมลพิษ

บราซิลเป็นประเทศที่ประมาณกันว่ามีแหล่งน้ำจืดมากที่สุดในโลกตามด้วยแคนาดาและรัสเซีย[4]

น้ำใต้ผิวดิน

อัตราความเร็วการไหลของน้ำใต้ดิน

น้ำใต้ผิวดินหรือน้ำใต้ดินหมายถึงน้ำจืดที่ขังอยู่ในช่องว่างของดินหรือหิน และยังหมายถึงน้ำที่ไหลอยู่ภายในชั้นหินอุ้มน้ำ หรือชั้นน้ำ (Aquifer) ซึ่งอยู่ตำกว่าระดับน้ำใต้ดิน (water table) ในบางครั้งก็มีประโยชน์ที่จะแยกให้เห็นถึงความแตกต่างระหว่าง น้ำใต้ผิวดินที่อยู่ใกล้และสัมพันธ์กับน้ำผิวดิน กับ น้ำผิวดินที่สัมพันธ์กับน้ำใต้ผิวดินที่อยู่ลึกมากในชั้นหินอุ้มน้ำ บางครั้งก็เรียกน้ำชนิดนี้ว่า “น้ำซากดึกดำบรรพ์” (Fossil water)

น้ำใต้ผิวดินอาจคิดเชิงคำศัพท์เห้หมือนน้ำผิวดินก็ได้ นั่นคือ การรับเข้า (inputs) การปล่อยออก (outputs) และการเก็บกัก (storage) นัยสำคัญของความแตกต่างก็คือ: ในแง่ของน้ำใต้ผิวดิน ที่เก็บกักมักมีขนาดใหญ่มากเมื่อเปรียบเทียบกับการรับเข้า ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับน้ำผิวดินที่มีขนาดเก็บกักเล็กแต่มีขนาดการรับเข้ามากกว่า ข้อแตกต่างนี้เองที่ทำให้มนุษย์สามารถใช้น้ำใต้ดินได้มากมาย (แบบไม่ยั่งยืน) ได้เป็นเวลานานโดยไม่รู้สึกถึงผลกระทบที่รุนแรง แต่ถึงกระนั้น ในระยะยาว ในที่สุดอัตราเฉลี่ยของการซึมซับของแหล่งน้ำผิวดินที่ไหลลงใต้ดิน ย่อมจะต้องช้ากว่าอัตราการสูบออกไปใช้โดยมนุษย์

การรับเข้าตามธรรมชาติของน้ำใต้ดินเกิดจากการไหลซึมลงชั้นใต้ดินของน้ำผิวดิน การปล่อยออกตามธรรมชาติของน้ำใต้ดินที่เกินขนาดที่เก็บกักคือน้ำพุธรรมชาติและการไหลซึมออกสู่ทะเล

ถ้าแหล่งน้ำผิวดินมีปัญหาด้านอัตราการระเหย แหล่งน้ำใต้ดินอาจกลายเป็นน้ำเค็มได้ สถานการณ์เช่นนี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติจากการไหลลงแอ่งต่ำใต้ดินเองหรือเกิดจากฝีมือการชลประทานเพื่อการเกษตรกรรมของมนุษย์ ในพื้นที่แถบชายฝั่งทะเล การใช้แหล่งน้ำใต้ดินของมนุษย์เองอาจเป็นเหตุให้การไหลออกทะเลโดยธรรมชาติของน้ำใต้ดินที่เป็นน้ำจืดหยุดลงและเกิดการไหลย้อนของน้ำเค็มสวนเข้าตามทางน้ำจืดเดิมก่อให้เกิดน้ำใต้ดินที่มีความเค็มได้ มนุษย์สามารถทำให้น้ำใต้ดินให้ “หาย” ไปได้ (เช่น การขาดเสถียรภาพ) เนื่องจากมลพิษ ในขณะเดียวกัน มนุษย์ก็สามารถเพิ่มการรับเข้าของน้ำใต้ดินได้ด้วยการสร้างอ่างเก็บน้ำหรือแก้มลิง

น้ำในดินมีลักษณะเป็นส่วนๆ เรียกว่าชั้นหินอุ้มน้ำ หรือชั้นน้ำ น้ำฝนที่ตกลงมาจะถูกซึมซับและไหลมารวมกันที่นี่ ปกติองค์ประกอบของมันน้ำในชั้นหินอุ้มน้ำจะอยู่ในสภาวะที่เกือบเป็นการ “สมดุลอุทกสถิต” (Hydrostatic equilibrium) องค์ประกอบของน้ำในชั้นหินอุ้มน้ำดังกล่าวจะขึ้นอยู่กับขนาดของช่องหรือรูพรุนของหิน ซึ่งหมายความว่าอัตราการดึงหรือสูบน้ำออกมาใช้จะถูกจำกัดด้วยอัตราการซึมผ่านที่เร็ว

การกำจัดความเค็ม

การกำจัดความเค็ม คือกระบวนการเทียมในการทำให้น้ำเค็ม (ส่วนใหญ่คือน้ำทะเล) เปลี่ยนเป็นน้ำจืด กระบวนการกำจัดความเค็มที่ใช้กันโดยทั่วไปได้แก่ วิธีการกลั่น (distillation) และ วิธีออสโมซิสผันกลับ (reverse osmosis) การกำจัดความเค็มสำหรับการสร้างแหล่งน้ำใช้ ในปัจจุบันยังมีค่าใช้จ่ายที่แพงมากเมื่อเปรียบเทียบกับทางเลือกอื่น การใช้น้ำด้วยวิธีกำจัดความเค็มของน้ำทะเลของมวลมนุษย์ในขณะนี้จึงมีสัดส่วนเศษส่วนเพียงน้อยนิดเมื่อเทียบกับแหล่งน้ำที่ใช้วิธีการอื่น ดังนั้น การทำแหล่งน้ำโดยวิธีกำจัดความเค็มจึงมีความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจเฉพาะในพื้นที่แห้งแล้งและจำกัดการใช้เฉพาะการบริโภคในครัวเรือนและโรงงานอุตสาหกรรมเท่านั้น ปัจจุบัน การผลิตแหล่งน้ำโดยวิธีนี้มากที่สุดได้แก่ประเทศแถบอ่าวเปอร์เซีย

น้ำแข็ง

ภูเขาน้ำแข็งมองจากนิวฟาวด์แลนด์

มีวิธีการหลายแบบที่มีผู้คิดขึ้นเพื่อใช้ประโยชน์จากภูเขาน้ำแข็งเพื่อนำน้ำมาทำเป็นแหล่งน้ำจืด แต่ถึงปัจจุบันความพยายามนี้ก้ยังคงอยู่ในสภาวะขั้นการคิดต้นเพื่อความแปลกใหม่

น้ำที่ละลายไหลจากภูเขาน้ำแข็งถือเป็นน้ำผิวดิน

ความเครียดน้ำ (Water stress)

แนวคิดของความเครียดน้ำค่อนข้างตรงไปตรงมา สมัชชาธุรกิจเพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืน (World Business Council for Sustainable Development) ให้ความหมายว่าเป็นสถานกาณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อเกิดการขาดแคลนน้ำสำหรับใช้ในกิจการต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นเพื่อการเกษตร อุตสาหกรรมหรือภาคครัวเรือน การใช้เพื่อบ่งชี้ขีดเริ่มเครียดน้ำในแง่ของความเพียงพอของน้ำต่อหัวนับเป็นเรื่องที่ซับซ้อนมากขึ้น อย่างไรก็ดี การใช้โดยทั่วไปหมายถึงการใช้น้ำและประสิทธิภาพของการใช้น้ำ ได้มีการเสนอว่าเมื่อใดที่น้ำจืดที่ใช้หมุนเวียนได้ที่ใช้ต่อคน/ปีลดต่ำลงกว่า 1,700 ลูกบาศก์เมตร ประเทศนั้นๆ จะพบกับปัญหาการเครียดน้ำ ต่ำกว่า 1,000 ลบม. ความขาดแคลนน้ำจะเริ่มมีผลกระทบต่อเศรษฐกิจของประเทศและเกิดปัญหาสุขภาพและความเป็นอยู่ของประชาชน

มีหลายสิ่งที่คุกคามต่อแหล่งน้ำจืดของโลก สิ่งคุกคามดังกล่าวได้แก่

การเพิ่มจำนวนประชากร

ในปี พ.ศ. 2543 ประชากรของโลกมีประมาณ 6,200 ล้านคน องค์การสหประชาชาติได้ประมาณว่าเมื่อถึง พ.ศ. 2590 ประชากรโลกจะเพิ่มอีกประมาณ 3,000 ล้านคน โดยการเพิ่มประชากรจะมากในประเทศกำลังพัฒนาเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งได้รับความยากลำบากจากความเครียดน้ำอยู่แล้ว[5] ดังนั้นอุปสงค์ของน้ำจะเพิ่มเว้นแต่จะมีน้ำเพิ่มจากการอนุรักษ์น้ำและการนำน้ำใช้แล้วมาบำบัดใช้ใหม่[6]

การเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศ

การเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศ จะมีผลกระทบที่รุนแรงมากต่อทรัพยากรน้ำทั่วโลก เนื่องความสัมพันธ์อย่างมากที่เป็นอยู่ระหว่างภูมิอากาศและวัฏจักรทางอุทกวิทยา การเพิ่อุณหภูมิของโลกจะเพิ่มอัตราการระเหยและนำไปสู่การเพิ่มปริมาณฝนและหิมะ หรือที่เรียกรวมว่า “หยาดน้ำฟ้า” แม้จะมีความผันแปรที่แตกต่างกันไปตามภูมิภาคก็ตาม แต่โดยรวมแล้วย่อมทำให้แหล่งน้ำจืดของโลกมีปริมาณเพิ่มขึ้น ทั้งความแห้งแล้งและน้ำท่วมอาจเกิดถี่ขึ้นและเกิดในต่างภูมิภาคและต่างเวลา จะมีการเปลี่ยนแปลงค่อนข้างมากในการตกของหิมะและการละลายของหิมะในพื้นที่ที่เป็นภูเขาในเขตหนาว อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะมีผลกระทบต่อคุณภาพของน้ำในเชิงที่ยังอธิบายไม่ได้ ผลกระทบที่คาดว่าจะเกิดได้แก่ “สภาวะสารอาหารมากเกิน” (eutrophication) การเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศอาจมีผลทำให้เกิดการเพิ่มปริมาณน้ำเพื่อการชลประทานเพื่อการเกษตร การดน้ำในสวนด้วยหัวกระจายน้ำและแม้แต่สระว่ายน้ำ

การหมดของชั้นหินอุ้มน้ำ

สืบเนื่องจากการเพิ่มประชากรของโลกในอัตราที่มากเกินไป การแก่งแย่งน้ำจึงเกิดขึ้นในลักษณะที่ชั้นหินอุ้มน้ำหลักๆ ของโลกกำลังจะหมดลง ปรากฏการณ์นี้เกิดจากบริโภคโดยตรงของมนุษย์และจากการชลประทานในงานเกษตรกรรมที่นำน้ำใต้ดินมาใช้ ณ ขณะนี้ มีเครื่องสูบขนาดใหญ่น้อยนับล้านเครื่องที่กำลังสูบน้ำใต้ดินขึ้นมาอยู่ตลอดเวลา การชลประทานในพื้นที่แห้งแล้ง เช่นจีนตอนเหนือและอินเดียก็กำลังใช้น้ำจากแหล่งใต้ดินซึ่งสูบขึ้นมาในอัตราที่ไม่ยั่งยืน

มลพิษและการปกป้องน้ำ

น้ำที่เป็นมลพิษ

มลพิษทางน้ำ เป็นสิ่งที่ทั่วโลกกำลังมีความห่วงใยมากในปัจจุบัน รัฐบาลของประเทศต่างๆ ได้พยายามฟันฝ่าหาทางแก้ไขหรือลดปัญหานี้ลง มีตัวต้นเหตุที่ทำให้น้ำเสียอยู่หลายตัว แต่ตัวที่สร้างปัญหาได้กว้างขวางมากที่สุด โดยเฉพาะในประเทศด้อยพัฒนาได้แก่การปล่อยน้ำโสโครกที่ไม่ได้บำบัดลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ แต่อย่างไรก็ดี ประเทศกำลังพัฒนาเช่น จีน อินเดีย และอิหร่านก้ยังใช้วิธีนี้มากอยู่

การใช้น้ำ

การใช้น้ำจืดสามารถแบ่งออกได้เป็นประเภทที่เรียกว่า “บริโภคแล้วหมดไป” (consumptive) และ”บริโภคได้ต่อเนื่อง” (non-consumptive) ซึ่งบางครั้งเรียกว่า “ใช้ได้ต่อเนื่องได้ใหม่” การใช้น้ำที่นับเป็นประเภทบริโภคหมดไปได้แก่การใช้ที่เมื่อใช้แล้วไม่อาจนำกลับมาใช้อย่างอื่นได้อีกในทันที การสูญเสียจากการไหลซึมซับลงสู่ใต้ผิวดินและการระเหยก็นับเป็นประเภทบริโภคหมดไปเช่นกัน (แม้ไม่ได้ถูกบริโภคโดยมนุษย์) รวมทั้งน้ำที่ติดรวมไปกับผลิตภัณฑ์เกษตรหรรืออาหาร น้ำที่สามารถนำมาบำบัดแล้วปล่อยลงสู่แหล่งน้ำผิวดินใหม่ได้อีก เช่น น้ำโสโครกที่บำบัดแล้ว จะนับเป็นน้ำประเภทใช้ต่อเนื่องได้ใหม่ ถ้าถูกนำไปใช้ต่อเนื่อในกิจกรรมการใช้น้ำอย่างใดอย่างหนึ่ง

เกษตรกรรม

ฟาร์มแห่งหนึ่งในออนทาริโอ

มีการประมาณกันว่า ปริมาณน้ำจืดร้อยละ 70 ของโลกถูกใช้ไปเพื่อการชลประทาน ในบางส่วนของโลกอาจไม่จำเป็นต้องใช้ระบบชลประทานเลยก็ได้ แต่ในบางพื้นที่การชลประทานมีความจำเป็นมากในการเพิ่มผลผลิตการปลูกพืชชนิดที่จะได้ราคาดี วิธีการชลประทานแต่ละชนิดมีข้อดีข้อเสียที่จะต้องแลกกันระหว่างผลผลิตที่ได้กับปริมาณน้ำที่ใช้ รวมทั้งราคาค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์และโครงสร้าง วิธีการชลประทานแบบปกติบางแบบ เช่นแบบยกร่องและแบบหัวกระจายน้ำด้านบนจะถูกที่สุด แต่ก็มีประสิทธิภาพต่ำ เนื่องจากน้ำส่วนใหญ่จะไหลตามผิวและซึมลงไปในดิน หรือระเหยเสียเปล่าไปมาก

วิธีการชลประทานที่มีประสิทธิภาพสูงกว่ารวมถึงการชลประทานแบบน้ำหยด แบบน้ำเอ่อเป็นระลอก (surge irrigation) และแบบหัวกระจายบางประเภทที่ใช้หัวจ่ายใกล้ระดับดิน ระบบเหล่านี้แม้จะแพงแต่ก็สามารถลดการไหลทิ้งตามผิวและการระเหยลงได้มาก ระบบชลประทานใดๆ ก็ตาม หากไม่จัดการให้ถูกต้อง ความสูญเปล่าก็ยังมีมากอยู่ดี สิ่งแลกเปลี่ยนกับการใช้ระบบชลประทานที่ยังไม่ได้รับการพิจารณาอย่างเพียงพอได้แก่การทำให้เกิดความเค็มของน้ำใต้ดิน

การเพาะเลี้ยงในน้ำคือเกษตรกรรมขนาดเล็กที่กำลังเติบโตในแง่ของการใช้น้ำ การประมงน้ำจืดเชิงพาณิชย์นับเป็นการใช้น้ำทางเกษตรกรรมด้วยเช่นกัน แต่ยังถือเป็นการใช้น้ำที่มีลำดับความสำคัญที่ต่ำกว่าการชลประทาน

ในขณะที่ประชากรของโลกเพิ่มขึ้น ความต้องการอาหารเพิ่มขึ้น แต่แหล่งน้ำกลับมีคงที่ ด้วยเหตุนี้จึงได้มีการคิดค้นวิธีเพิ่มผลผลิตอาหารโดยใช้น้ำน้อยลงซึ่งได้แก่: การปรับปรุงวิธีการและเทคโนโลยีด้านการชลประทาน การจัดการน้ำเพื่อการเกษตร การเลือกพันธุ์พืชและระบบการเฝ้าสังเกตและตรวจสอบการใช้น้ำ

อุตสาหกรรม

โรงไฟฟ้าแห่งหนึ่งในโปแลนด์

ประมาณว่า ร้อยละ 15 ของการใช้น้ำโดยรวมของโลกเป็นการใช้เพื่อการอุตสาหกรรม อุตสาหกรรมหลักๆ ที่ใช้น้ำมากได้แก่การผลิตไฟฟ้าที่ใช้น้ำในการหล่อเย็นและใช้ผลิตไฟฟ้า (เช่นโรงไฟฟ้าพลังน้ำ) อุตสาหกรรมเกี่ยวกับแร่และการถลุงแร่ การกลั่นน้ำมัน ซึ่งใช้น้ำในกระบวนการทางเคมี โรงงานผลิตสินค้าต่างๆ ที่ใช้น้ำเป็นตัวละลาย

สัดส่วนการใช้น้ำทางอุตสาหกรรมที่นับประเภทเป็น “การใช้หมดไป” นี้มีความผันแปรแตกต่างกันมากก็จริง แต่โดยรวมแล้วยังนับว่าน้อยกว่าการใช้น้ำทางเกษตรกรรมมาก

ครัวเรือน

น้ำดื่ม

ประมาณว่าภาคครัวเรือนทั้งโลกใช้น้ำเพื่อบริโภคและอุปโภคเฉลี่ยร้อยละ 15 ซึ่งรวมถึงน้ำดื่ม น้ำอาบ น้ำเพื่อการปรุงอาหาร เพื่อการสุขาภิบาล และเพื่อการรดน้ำต้นไม้และสวน

ความต้องการพื้นฐานของการใช้น้ำภาคครัวเรือนได้รับการประมาณไว้โดย “ปีเตอร์ กลีก” ว่าเท่ากับ 50 ลิตรต่อคน-ต่อวัน โดยไม่รวมน้ำที่ใช้รดน้ำต้นไม้[7]

น้ำใช้แล้วในภาคครัวเรือนจะถูกบำบัดแล้วปล่อยกลับคืนสู่แหล่งธรรมชาติ มีข้อยกเว้นอยู่บ้างที่มีการนำน้ำบำบัดแล้วไปใช้ในงานภูมิทัศน์ ดังนั้นที่น้ำใช้ในภาคครัวเรือนจึงมีสภาวะเป็นประเภทใช้แล้วหมดไปน้อยกว่าน้ำที่ใช้ทางด้านเกษตรกรรมและอุตสาหกรรม

นันทนาการ

ลำธารไวท์วอเตอร์

น้ำมีคุณค่าด้านนันทนาการค่อนข้างสูงมาก

ปริมาณน้ำที่ใช้ในด้านนันทนาการมีปริมาณน้อยมากแต่ก็กำลังเพิ่มปริมาณอย่างรวดเร็ว ส่วนใหญ่การใช้น้ำด้านนันทนาการมักเกี่ยวข้องสัมพันธ์กับอ่างเก็บน้ำ ถ้าอ่างเก็บน้ำถูกบรรจุน้ำเต็มมากกว่าปกติเพื่อนันทนาการ ในกรณีนี้ น้ำที่ถูกเก็บกักไว้อาจจัดอยู่ในประเภทการใช้เพื่อนันทนาการได้ การปล่อยน้ำจากอ่างเก็บน้ำต่างๆ เพื่อให้เล่นเรือในทางน้ำใต้อ่างได้ก็สามารถนับน้ำที่ปล่อยเพื่อการนี้เป็นน้ำเพื่อนันทนาการได้เช่นกัน ตัวอย่างอื่นๆ ได้แก่แหล่งน้ำเพื่อกักกันไว้เพื่อกีฬาตกปลา การเล่นสกีน้ำ การเที่ยวชมธรรมชาติและการว่ายน้ำในธรรมชาติ

การใช้น้ำเพื่อนันทนาการจัดอยู่ในประเภทบริโภคต่อเนื่องที่ไม่หมดไป (non-consumtive) แต่อย่างไรก็ดี มันอาจทำให้น้ำที่อาจนำไปใช้ในกิจกรรมอื่นลดลงในบางขณะและบางพื้นที่ ตัวอย่างเช่นการเก็บกักน้ำไว้ในอ่างเก็บในช่วงฤดูแล้งเพื่อใช้ในการเล่นเรืออาจทำให้ขาดน้ำเพื่อการเกษตรในต้นฤดูเพาะปลูกครั้งหน้า รวมทั้งน้ำที่ปล่อยจากอ่างเก็บน้ำเพื่อให้สามารถล่องแพหรือเรือยางเพื่อการท่องเที่ยวในฤดูแล้งได้ก็อาจทำให้ขาดน้ำเพื่อใช้ทำไฟฟ้าในช่วงการใช้ไฟฟ้าสูงสุดได้เช่นกันก็เป็นต้น

สิ่งแวดล้อม

พื้นที่ชุ่มน้ำธรรมชาติ

การใช้น้ำในด้านสิ่งแวดล้อมที่พอจะเห็นได้ชัดเจนจริงๆ มีน้อยมาก แต่โดยภาพรวมแล้วอาจนับได้ว่ากำลังเพิ่มปริมาณขึ้น การใช้น้ำด้านสิ่งแวดล้อมดังกล่าวได้แก่การนำมาใช้ในการทำพื้นที่ชุ่มน้ำเทียม ใช้ทำทะเลสาบเทียมเพื่อเพิ่มที่อยู่อาศัยหรือที่พักพิงของสัตว์ป่า ใช้ทำบันไดปลาโจนตามเขื่อนต่างๆ และใช้เป็นน้ำสำหรับปล่อยเป็นเวลาจากอ่างเก็บน้ำเพื่อช่วยการขยายพันธุ์ปลาและสัตว์น้ำในทางน้ำใต้อ่าง

เช่นเดียวกับการใช้ในด้านนันทนาการ การใช้น้ำในด้านสิ่งแวดล้อมจัดอยู่ในประเภทบริโภคได้ต่อเนื่อง แต่ก็อาจมีผลให้น้ำที่เก็บกักไว้เพื่อใช้สำหรับกิจกรรมชนิดอื่นลดลงในบางช่วงเวลาและเฉพาะบางพื้นที่ ตัวอย่างเช่น น้ำที่ปล่อยจากอ่างเก็บน้ำเพื่อช่วยการขยายพันธุ์ปลาอาจทำให้น้ำที่จะใช้เพื่อการเกษตรกรรมเหนือน้ำขาดแคลนหรือมีน้อยลงดังกล่าว

การประปาของโลกและการแจกจ่าย

ภาพฉายแสดงการแจกจ่ายน้ำในปี พ.ศ. 2593

อาหารและน้ำคือสิ่งจำเป็นพื้นฐานที่สำคัญยิ่งสำหรับมนุษย์ จากภาพแผนภูมิที่แสดงข้างต้น การขาดแคลนน้ำจะเกิดมากในประเทศยากจนที่มีแหล่งน้ำจำกัดแต่มีอัตราการเพิ่มประชากรสูงและรวดเร็ว เช่นประเทศแถบตะวันออกกลาง แอฟริกาและบางส่วนของเอเชีย เมื่อถึงปี พ.ศ. 2593 (ค.ศ. 2550) พื้นที่ชุมชนเมืองขนาดใหญ่และปริมณฑลโดยรอบจะต้องสร้างโครงสร้างพื้นฐานขึ้นใหม่ให้มากพอสำหรับการประปาเพื่อแจกจ่ายน้ำสะอาดและปลอดภัยแก่ประชากรและเพื่อใช้สำหรับการพัฒนาระบบสาธารณสุขที่เพียงพอ ภาพดังกล่าวชี้ให้เห็นว่า ความขัดแย้งระหว่างผู้ใช้เพื่อการเกษตรซึ่งเป็นผู้ใช้น้ำรายใหญ่ที่สุดในปัจจุบันกับการใช้น้ำสำหรับชุมชนเมืองย่อมมีความรุนแรงขึ้น

อาจกล่าวโดยทั่วไปได้ว่า เมื่อถึงปี พ.ศ. 2593 ประเทศพัฒนาแล้วในอเมริกาเหนือ ยุโรปและรัสเซียจะไม่ประสบกับปัญหาการขาดแคลนน้ำมากนัก ไม่ใช่เพียงเพราะประเทศเหล่านั้นร่ำรวยกว่าแต่เป็นเพราะประเทศเหล่านั้นมีจำนวนประชากรที่ไม่เพิ่มมาก จึงพอรับได้กับปริมาณแหล่งน้ำที่มีอยู่

ประเทศแถบแอฟริกาเหนือ ตะวันออกกลาง แอฟริกาใต้และตอนเหนือของประเทศจีนจะพบกับภาวะการขาดแหล่งน้ำอย่างรุนแรงเนื่องจากสภาพทางกายภาพทางภูมิศาสตร์ที่ขาดแหล่งน้ำอยู่แล้ว ผนวกกับการเพิ่มจำนวนประชากรที่เกินขีดความสามารถในการรองรับของแหล่งน้ำ ประทเศส่วนใหญ่ในแถบ อเมริกาใต้ แอฟริกาแถบซาฮะรา(sub-Saharan Africa) จีนตอนใต้ และอินเดียจะประสบกับปัญหาการขาดแคลนแหล่งน้ำในปี พ.ศ. 2568 (ค.ศ. 2025) ซึ่งประเทศในภูมิภาคดังกล่าวนี้ จะพบกับปัญหาการขาดแคลนน้ำที่สืบเนื่องมาจากขีดจำกัดทางเศรษฐกิจที่ทำให้ไม่สามารถพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานเพื่อแจกจ่ายน้ำประปาที่สะอาดและปลอดภัยได้เพียงพอ ปัญหาประชากรมากเกินไปในพื้นที่นั้นๆ และอัตราการเพิ่มจำนวนประชากรโดยรวมที่สูงมากก็เป็นต้นเหตุที่สำคัญอีกประการหนึ่งแห่งการขาดแคลนน้ำด้วยเช่นกัน

แหล่งน้ำ : แหล่งน้ำ ตอนที่ 1
ทีมงานทรูปลูกปัญญา | 2010-12-22 14:45:10
32 views

แหล่งน้ำ

ทรัพยากรน้ำ

โลกของเราประกอบขึ้นด้วยพื้นดินและพื้นน้ำ โดยส่วนที่เป็นฝืนน้ำนั้น มีอยู่ประมาณ 3 ส่วน (75%) และเป็นพื้นดิน 1 ส่วน (25%) น้ำมีความสำคัญอย่างยิ่งกับชีวิตของพืชและสัตว์บนโลกรวมทั้งมนุษย์เราด้วยน้ำเป็นทรัพยากรที่สามารถเกิดหมุนเวียนได้เรื่อย ๆ ไม่มีวันหมดสิ้น เมื่อแสงแดดส่องมาบนพื้นโลก น้ำจากทะเลและมหาสมุทรก็จะระเหยเป็นไอน้ำลอยขึ้นสู่เบื้องบนเนื่องจากไอน้ำมีความเบากว่าอากาศ เมื่อไอน้ำลอยสู่เบื้องบนแล้ว จะได้รับความเย็นและกลั่นตัวกลายเป็นละอองน้ำเล็ก ๆ ลอยจับตัวกันเป็นกลุ่มเฆม เมื่อจับตัวกันมากขึ้นและกระทบความเย็นก็จะกลั่นตัวกลายเป็นหยดน้ำตกลงสู่พื้นโลก น้ำบนพื้นโลกจะระเหยกลายเป็นไอน้ำอีกเมื่อได้รับความร้อนจากดวงทิตย์ ไอน้ำจะรวมตัวกันเป็นเมฆและกลั่นตัวเป็นหยดน้ำกระบวนการเช่นนี้ เกิดขึ้นเป็นวัฏจักรหมุนเวียนต่อเนื่องกันตลอดเวลา เรียกว่า วัฏจักรน้ำทำให้มีน้ำเกิดขึ้นบนผิวโลกอยู่สม่ำเสมอ

ประโยชน์ของน้ำ

น้ำเป็นแหล่งกำเนิดชีวิตของสัตว์และพืชคนเรามีชีวิตอยู่โดยขาดน้ำได้ไม่เกิน 3 วัน และน้ำยังมีความจำเป็นทั้งในภาคเกษตรกรรมและอุตสาหกรรม ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาประเทศ ประโยชน์ของน้ำ ได้แก่

  • น้ำเป็นสิ่งจำเป็นที่เราใช้สำหรับการดื่มกิน การประกอบอาหาร ชำระร่างกาย ฯลฯ
  • น้ำมีความจำเป็นสำหรับการเพาะปลูกเลี้ยงสัตว์ แหล่งน้ำเป็นที่อยู่อาศัยของปลาและสัตว์น้ำอื่น ๆ ซึ่งคนเราใช้เป็นอาหาร
  • ในการอุตสาหกรรม ต้องใช้น้ำในขบวนการผลิตใช้ล้างของเสียใช้หล่อเครื่องจักรและระบายความร้อน ฯลฯ
  • การทำนาเกลือโดยการระเหยน้ำเค็มจากทะเล
  • น้ำเป็นแหล่งพลังงาน พลังงานจากน้ำใช้ทำระหัด ทำเขื่อนผลิตกระแสไฟฟ้าได้
  • แม่น้ำ ลำคลอง ทะเล มหาสมุทร เป็นเส้นทางคมนาคมขนส่งที่สำคัญ
  • ทัศนียภาพของริมฝั่งทะเลและน้ำที่ใสสะอาดเป็นแหล่งท่องเที่ยวของมนุษย์

ปัญหาของทรัพยากรน้ำปัญหาสำคัญ ๆ ที่เกิดขึ้น คือ1. ปัญหาการมีน้ำน้อยเกินไป เกิดการขาดแคลนอันเป็นผลเนื่องจากการตัดไม้ทำลายป่า ทำให้ปริมาณน้ำฝนน้อยลง เกิดความแห้งแล้งเสียหายต่อพืชเพาะปลูกและการเลี้ยงสัตว์2. ปัญหาการมีน้ำมากเกินไป เป็นผลมาจากการตัดไม้มากเกินไป ทำให้เกิดน้ำท่วมไหลบ่าในฤดูฝน สร้างความเสียหายแก่ชีวิตและทรัพย์สิน3. ปัญหาน้ำเสีย เป็นปัญหาใหม่ในปัจจุบัน สาเหตุที่ทำให้เกิดน้ำเสีย ได้แก่

 

  • น้ำทิ้งจากบ้านเรือน ขยะมูลฝอยและสิ่งปฎิกูลที่ถูกทิ้งสู่แม่น้ำลำคลอง
  • น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม
  • น้ำฝนพัดพาเอาสารพิษที่ตกค้างจากแหล่งเกษตรกรรมลงสู่แม่น้ำลำคลอง

น้ำเสียที่เกิดขึ้นนี้ส่งผลเสียหายทั้งต่อสุขภาพอนามัย เป็นอันตรายต่อสัตว์น้ำ และมนุษย์ ส่งกลิ่นเหม็น รบกวน ทำให้ไม่สามารถนำแหล่งน้ำนั้นมาใช้ประโยชน์ได้ทั้งการอุปโภค บริโภค เกษตรกรรม และอุตสาหกรรม

ผลกระทบของน้ำเสียต่อสิ่งแวดล้อม

  • เป็นแหล่งแพร่ระบาดของเชื้อโรค เช่น อหิวาตกโรค บิด ท้องเสีย
  • เป็นแหล่งเพาะพันธุ์ของแมลงนำโรคต่าง ๆ
  • ทำให้เกิดปัญหามลพิษต่อดิน น้ำ และอากาศ
  • ทำให้เกิดเหตุรำคาญ เช่น กลิ่นเหม็นของน้ำโสโครก
  • ทำให้เกิดการสูญเสียทัศนียภาพ เกิดสภาพที่ไม่น่าดู เช่น สภาพน้ำที่มีสีดำคล้ำไปด้วยขยะ และสิ่งปฎิกูล
  • ทำให้เกิดการสูญเสียทางเศรษฐกิจ เช่น การสูญเสียพันธุ์ปลาบางชนิดจำนวนสัตว์น้ำลดลง
  • ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศในระยะยาว

การอนุรักษ์น้ำดังได้กล่าวมาแล้วจะเห็นว่า น้ำมีความสำคัญและมีประโยชน์มหาศาล เราจึงควรช่วยแก้ไขปัญหาน้ำเสียหรือการสูญเสียทรัพยากรน้ำด้วยการอนุรักษ์น้ำ ดังนี้1. การใช้น้ำอย่างประหยัด การใช้น้ำอย่างประหยัดนอกจากจะลดค่าใช้จ่ายเกี่ยวกับค่าน้ำลงได้แล้ว ยังทำให้ปริมาณน้ำเสียที่จะทิ้งลงแหล่งน้ำมีปริมาณน้อย และป้องกันการขาดแคลนน้ำได้ด้วย2. การสงวนน้ำไว้ใช้ ในบางฤดูหรือในสภาวะที่มีน้ำมากเหลือใช้ควรมีการเก็บน้ำไว้ใช้ เช่น การทำบ่อเก็บน้ำ การสร้างโอ่งน้ำ ขุดลอกแหล่งน้ำ รวมทั้งการสร้างอ่างเก็บน้ำ และระบบชลประทาน3. การพัฒนาแหล่งน้ำ ในบางพื้นที่ที่ขาดแคลนน้ำ จำเป็นที่จะต้องหาแหล่งน้ำเพิ่มเติม เพื่อให้สามารถมีน้ำไว้ใช้ ทั้งในครัวเรือนและในการเกษตรได้อย่างพอเพียง ปัจจุบันการนำน้ำบาดาลขึ้นมาใช้กำลังแพร่หลายมากขึ้นแต่อาจมีปัญหาเรื่องแผ่นดินทรุด4. การป้องกันน้ำเสีย การไม่ทิ้งขยะและสิ่งปฎิกูลและสารพิษลงในแหล่งน้ำ น้ำเสียที่เกิดจากโรงงานอุตสาหกรรม โรงพยาบาล ควรมีการบำบัดและขจัดสารพิษก่อนที่จะปล่อยลงสู่แหล่งน้ำ5. การนำน้ำเสียกลับไปใช้ น้ำที่ไม่สามารถใช้ได้ในกิจการอย่างหนึ่งอาจใช้ได้ในอีกกิจการหนึ่ง เช่น น้ำทิ้งจากการล้างภาชนะอาหาร สามารถนำไปรดต้นไม้ได้

เครื่องเติมออกซิเจนให้แก่น้ำ ป้องกันมิให้น้ำเน่าเสีย

 

ทรัพยากรธรรมชาติ เรื่อง แหล่งน้ำ

แหล่งน้ำ

ภาพที่ 1 โลก ดาวเคราะห์สีน้ำเงิน

        แม้ว่าพื้นผิว 2 ใน 3 ส่วนของโลกปกคลุมไปด้วยน้ำ  แต่น้ำจืดที่สามารถนำมาใช้ในการดำรงชีวิตของมนุษย์กลับมีไม่ถึง 1%  ถ้าหากสมมติว่าน้ำในโลกทั้งหมดเท่ากับ 100 ลิตร จะมีน้ำทะเล 97 ลิตร  น้ำแข็งเกือบ 3 ลิตร  ส่วนน้ำจืดที่เราสามารถใช้บริโภคอุปโภคได้มีเพียง 3 มิลลิลิตร ดังภาพที่ 2  ด้วยเหตุนี้น้ำจึงเป็นทรัพยากรที่ล้ำค่า และขาดแคลนง่าย 

ภาพที่ 2 เปรียบเทียบแหล่งน้ำบนโลก

        แม้ว่าปริมาณน้ำส่วนใหญ่จะอยู่ในทะเลและมหาสมุทร แต่น้ำก็มีอยู่ในทุกหนแห่งของโลก ไม่ว่าจะเป็นแม่น้ำ ลำคลอง น้ำใต้ดิน น้ำในบรรยากาศ รวมทั้งเมฆหมอกและหยาดน้ำฟ้า ดังข้อมูลในตารางที่ 1  นอกจากนั้นร่างกายมนุษย์มีองค์ประกอบเป็นน้ำร้อยละ 65  ร่างกายของสัตว์น้ำบางชนิด เช่น แมงกะพรุน มีองค์ประกอบเป็นน้ำร้อยละ 98  ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่า น้ำคือปัจจัยที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิต 
ตารางที่ 1 แหล่งน้ำบนโลก
มหาสมุทร 97.2 % ทะเลสาบน้ำเค็ม 0.008 %
ธารน้ำแข็ง 2.15 % ความชื้นของดิน 0.005 %
น้ำใต้ดิน 0.62 % แม่น้ำ ลำธาร 0.00001 %
ทะเลสาบน้ำจืด 0.009 % บรรยากาศ 0.001 %

น้ำผิวดิน 

        แหล่งน้ำที่เรารู้จักและใช้ประโยชน์กันมากที่สุดคือ “น้ำผิวดิน” (Surface water)  น้ำผิวดินมีทั้งน้ำเค็มและน้ำจืด  แหล่งน้ำผิวดินที่เป็นน้ำจืดได้แก่ ทะเลสาบน้ำจืด แม่น้ำ ลำธาร ห้วย หนอง คลอง บึง  เนื่องจากภูมิประเทศของพื้นผิวโลกไม่ราบเรียบเสมอกัน พื้นผิวของโลกแต่ละแห่งมีความแข็งแรงทนทานไม่เหมือนกัน  แรงโน้มถ่วงทำให้น้ำไหลจากที่สูงลงที่ต่ำ น้ำมีสมบัติเป็นตัวทำละลายที่ดีจึงสามารถกัดเซาะพื้นผิวโลกให้เกิดการเปลี่ยนแปลงภูมิประเทศ

        การกัดเซาะของน้ำอย่างต่อเนื่อง ทำให้ร่องน้ำเปลี่ยนแปลงขนาด รูปร่าง และทิศทางการไหล เมื่อฝนตก หยดน้ำจะรวมตัวกันแล้วไหลทำให้เกิดร่องน้ำ ร่องน้ำเล็กๆ ไหลมารวมกันเป็น “ธารน้ำ” (Stream)  เมื่อกระแสน้ำในธารน้ำไหลอย่างต่อเนื่องก็จะกัดเซาะพื้นผิวและพัดพาตะกอนขนาดต่างๆ ไปกับกระแสน้ำ ธารน้ำจึงมีขนาดใหญ่และยาวขึ้นจนกลายเป็น แม่น้ำ (River) ความเร็วของกระแสน้ำขึ้นอยู่กับความลาดชันของพื้นที่ ถ้าพื้นที่มีความลาดชันมากกระแสน้ำจะเคลื่อนที่เร็ว แต่ถ้าหากพื้นที่มีความลาดชันน้อยกระแสน้ำก็จะเคลื่อนที่ช้า  นอกจากนั้นความเร็วของกระแสน้ำยังขึ้นอยู่กับพื้นที่หน้าตัด เข่น เมื่อกระแสน้ำไหลผ่านช่องเขาแคบๆ ก็จะเคลื่อนที่เร็ว  เมื่อกระแสน้ำพบความที่ราบกว้างใหญ่ เช่น บึง หรือทะเลสาบ กระแสน้ำจะหยุดนิ่งทำให้ตะกอนที่น้ำพัดพามาก็จะตกทับถมใต้ท้องน้ำ ดังเราจะพบว่า อ่างเก็บน้ำเหนือเขื่อนที่มีอายุมากมักมีความตื้นเขินและเก็บกักน้ำได้น้อยลง  อย่างไรก็ตามปริมาณของน้ำผิวดินขึ้นอยู่กับลักษณะภูมิอากาศ ภูมิประเทศ ปริมาณน้ำฝน เนื้อดิน การใช้ประโยชน์ที่ดินและทรัพยากรน้ำ  

ภาพที่ 3 ภาคตัดขวางของแม่น้ำ

น้ำใต้ดิน 

        หากไม่นับธารน้ำแข็งขั้วโลกแล้ว “น้ำบาดาล” (Ground water) เป็นแหล่งน้ำจืดที่มีปริมาณมากที่สุดบนโลกของเรา  น้ำบาดาลเกิดขึ้นจากการไหลซึมของน้ำผิวดิน  ในเนื้อดินมีรูพรุน (Pore) สำหรับอากาศและน้ำ เช่น ดินเหนียวมีรูพรุนขนาดเล็ก น้ำไหลผ่านได้ยาก  ดินทรายมีรูพรุนขนาดใหญ่ น้ำไหลผ่านได้ง่าย  เมื่อพื้นผิวดินเกิดความชื้นหรือมีฝนตก เม็ดดินจะเก็บน้ำไว้ในรูพรุนไว้จนกระทั่งดินอิ่มตัวด้วยน้ำ ไม่สามารถเก็บน้ำได้มากกว่านี้แล้ว น้ำส่วนหนึ่งจะไหลบ่าไปตามพื้นผิว (Run off) น้ำอีกส่วนหนึ่งจะไหลซึมลงสู่ชั้นดินเบื้องล่าง (Infiltration)  ใต้ชั้นดินลึกลงไปจะเป็นชั้นหินตะกอนเนื้อหยาบที่สามารถเก็บกักน้ำบาดาลไว้ได้เรียกว่า “ชั้นหินอุ้มน้ำ” (Aquifer)  ซึ่งเป็นหินทราย กรวด ตะกอนทราย จึงมีสมบัติยอมให้น้ำซึมผ่านโดยง่าย เนื่องจากช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างอนุภาคตะกอน จึงเก็บกักน้ำได้เป็นปริมาณมากจนกลายเป็นแหล่งน้ำบาดาล  ใต้ชั้นหินอุ้มน้ำลงไปเป็นชั้นหินตะกอนเนื้อละเอียด เช่น หินดินดานหรือทรายแป้งซึ่งไม่ยอมให้น้ำซึมผ่านได้  ในบางแห่งที่ชั้นหินอุ้มน้ำถูกขนาบด้วยชั้นหินเนื้อละเอียดก็จะเกิดแรงดันน้ำ ถ้าเราเจาะบ่อบาดาลลงไปตรงบริเวณดังกล่าง แรงดันภายในจะดันน้ำให้มีระดับสูงขึ้น หรือไหลล้นปากบ่อออกมา  และเนื่องจากชั้นหินมีความลาดเอียง น้ำในดินจึงไหลจากที่สูงไปสู่ที่ต่ำ แรงดันของน้ำใต้ดินจึงมักทำให้เกิด “น้ำพุ” (Spring) ในบริเวณที่ราบต่ำ ดังภาพที่ 4

ภาพที่ 4 ภาคตัดขวางของแหล่งน้ำใต้ดิน 

            อย่างไรก็ตามน้ำบาดาลทำให้เกิดแรงดันภายใต้พื้นผิว ซึ่งช่วยรับน้ำหนักที่กดทับจากด้านบน แต่ถ้าหากเราสูบน้ำบาดาลขึ้นมาใช้เป็นปริมาณมาก เกินกว่าที่น้ำจากธรรมชาติจะไหลมาแทนที่ช่องว่างระหว่างอนุภาคตะกอนของชั้นหินอุ้มน้ำได้ทัน ก็จะส่งผลให้ระดับน้ำใต้ดินลดลงอย่างรวดเร็ว โพรงที่ว่างที่เกิดขึ้นจะทำให้แผ่นดินที่อยู่ด้านบนทรุดตัวลงมากลายเป็น หลุมยุบ (Sinkhole) ซึ่งถ้าเกิดขึ้นในเขตชุมชน ก็จะสร้างความเสียหายแก่สิ่งปลูกสร้าง และเกิดอันตรายต่อชีวิต

ดิน

น้ำ เป็นสารประกอบเคมีชนิดหนึ่ง มีสูตรเคมีคือ H2O โมเลกุลของน้ำประกอบด้วยออกซิเจน 1 อะตอมและไฮโดรเจน 2 อะตอมเชื่อมติดกันด้วยพันธะโควาเลนต์ น้ำเป็นของเหลวที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน แต่พบบนโลกที่สถานะของแข็ง (น้ำแข็ง) และสถานะแก๊ส (ไอน้ำ) น้ำยังมีในสถานะของผลึกของเหลวที่บริเวณพื้นผิวที่ขอบน้ำ[1][2]

น้ำปกคลุม 71% บนพื้นผิวโลก[3] และเป็นปัจจัยสำคัญต่อชีวิต[4] น้ำบนโลก 96.5% พบในมหาสมุทร 1.7% ในน้ำใต้ดิน 1.7% ในธารน้ำแข็งและชั้นน้ำแข็งของทวีปแอนตาร์กติกาและเกาะกรีนแลนด์ ซึ่งเป็นเศษส่วนเล็กน้อยบนผิวน้ำขนาดใหญ่ และ 0.001% พบในอากาศเป็นไอน้ำ ก้อนเมฆ (ก่อตัวขึ้นจากอนุภาคน้ำในสถานะของแข็งและของเหลวแขวนลอยอยู่บนอากาศ) และหยาดน้ำฟ้า[5][6] น้ำบนโลกเพียง 2.5% เป็นน้ำจืด และ 98.8% ของน้ำจำนวนนั้นพบในน้ำแข็งและน้ำใต้ดิน น้ำจืดน้อยกว่า 0.3% พบในแม่น้ำ ทะเลสาบ และชั้นบรรยากาศ และน้ำจืดบนโลกในปริมาณที่เล็กลงไปอีก (0.003%) พบในร่างกายของสิ่งมีชีวิตและผลิตภัณฑ์[5]

น้ำบนโลกเคลื่อนที่ต่อเนื่องตามวัฏจักรของการระเหยเป็นไอและการคายน้ำ (การคายระเหย) การควบแน่น การตกตะกอน และการไหลผ่าน โดยปกติจะไปถึงทะเล การระเหยและการคายน้ำนำมาซึ่งการตกตะกอนลงสู่พื้นดิน

น้ำดื่มสะอาดเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ แม้ว่าน้ำจะไม่มีแคลอรีหรือสารอาหารที่เป็นสารประกอบอินทรีย์ใดๆ การเข้าถึงน้ำดื่มสะอาดได้เปลี่ยนแปลงไปในช่วงหลายศตวรรษที่ผ่านมาในเกือบทุกส่วนของโลก แต่ประชากรประมาณ 1 พันล้านคนยังคงขาดแคลนน้ำดื่มสะอาดและกว่า 2.5 พันล้านคนขาดแคลนสุขอนามัยที่เพียงพอ[7] มีความเกี่ยวพันกันเรื่องน้ำสะอาดและค่า GDP ต่อคน[8] อย่างไรก็ดี นักสังเกตบางคนประมาณไว้ว่าภายในปี ค.ศ. 2025 ประชากรโลกมากกว่าครึ่งหนึ่งจะประสบปัญหาความเสี่ยงที่เกี่ยวกับน้ำ[9] รายงานล่าสุดเมื่อเดือนพฤศจิกายน ค.ศ. 2009 รายงานว่า ภายในปี ค.ศ. 2030 ในพื้นที่ประเทศที่กำลังพัฒนาจะมีความต้องการน้ำจะเพิ่มขึ้นเกิดปริมาณน้ำที่มีกว่า 50%[10] น้ำมีบทบาทสำคัญในเศรษฐกิจโลก เนื่องจากน้ำเป็นตัวทำละลายของสารเคมีหลากหลายชนิดและอำนวยความสะดวกในเรื่องการให้ความเย็นในภาคอุตสาหกรรมและการคมนาคม น้ำจืดประมาณ 70% มนุษย์ใช้ไปกับเกษตรกรรม[11]

คุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์[แก้]

น้ำเป็นสารเคมีชนิดหนึ่งที่เขียนสูตรเคมีได้ว่า H2O: น้ำ 1 โมเลกุลประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอม สร้างพันธะโควาเลนต์รอบออกซิเจน 1 อะตอม

ในธรรมชาติ น้ำปรากฏในทุกสถานะของสสาร (ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส) และอาจพบในรูปร่างที่แตกต่างกันมากมายบนโลก นั่นคือไอน้ำและก้อนเมฆบนท้องฟ้า น้ำทะเลในมหาสมุทร ภูเขาน้ำแข็งในแหล่งน้ำขั้วโลก ธารน้ำแข็งและแม่น้ำในภูเขา และของเหลวในชั้นหินอุ้มน้ำของพื้นดิน

คุณสมบัติหลักทางเคมีและฟิสิกส์ของน้ำ ได้แก่โดยเนื้อแท้แล้ว สีของน้ำและน้ำแข็งเป็นโทนสีฟ้าอ่อน แม้ว่าจะปรากฏเป็นไม่มีสีหากมีปริมาณเล็กน้อย ส่วนไอน้ำโดยปกติจะเป็นแก๊สซึ่งมองไม่เห็น[12]

  • หากมองจากสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า น้ำเป็นของเหลวโปร่งใส ดังนั้น ดังนั้นพืชน้ำจึงสามารถอยู่ในน้ำได้เพราะมีแสงอาทิตย์ส่องอย่างทั่วถึง มีพันธะไฮโดรเจนดูดกลืนแสงอินฟราเรดอย่างแข็งแรง
  • เนื่องจากโมเลกุลของน้ำไม่เป็นเส้นตรงและอะตอมออกซิเจนมีอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงกว่าไฮโดรเจน มันจึงเก็บประจุไฟฟ้าลบไว้ ขณะที่อะตอมไฮโดรเจนค่อนข้างเป็นบวก ผลคือ น้ำเป็นโมเลกุลมีขั้วที่เป็นโมเมนต์ไฟฟ้าขั้วคู่ น้ำสามารถก่อรูปร่างเป็นพันธะไฮโดรเจนจำนวนมากระหว่างโมเลกุลในน้ำปริมาณหนึ่งๆ ปัจจัยเหล่านี้ก่อให้เกิดแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำและทำให้น้ำมีแรงตึงผิว[13]และแรงยกตัวสูง แรงยกตัวหมายถึงแนวโน้มของน้ำที่จะเคลื่อนที่ขึ้นตามท่อแคบๆ ต้านแรงโน้มถ่วง คุณสมบัตินี้พบได้ในพืชมีท่อลำเลียงทุกชนิด เช่น ไม้ยืนต้นต่างๆ[14]
  • น้ำเป็นตัวทำละลายมีขั้วที่ดีและมักถูกเรียกว่าเป็นตัวทำละลายสากล สสารที่ละลายในน้ำได้ เช่น เกลือ น้ำตาล กรด อัลคาไล และแก๊สบางชนิด โดยเฉพาะออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ (คาร์บอเนชัน) เป็นที่รู้จักกันว่าสสาร ไฮโดรฟิลิก (ชอบน้ำ) ขณะที่สสารที่ไม่รวมตัวกับน้ำ (เช่น ไขมันและน้ำมัน) เป็นที่รู้จักกันว่าสสาร ไฮโดรโฟเบีย (ไม่ชอบน้ำ)
  • ส่วนประกอบหลักส่วนใหญ่ในเซลล์ (โปรตีน ดีเอ็นเอ และพอลิแซ็กคาไรด์) สามารถละลายได้ในน้ำ
  • น้ำบริสุทธิ์มีสภาพนำไฟฟ้าต่ำ แต่จะเพิ่มได้ด้วยการแยกตัวของสารประกอบไอโอนิกปริมาณเล็กๆ เช่น โซเดียมคลอไรด์
  • จุดเดือดของน้ำ (และของเหลวอื่น ๆ) ขึ้นอยู่กับความกดดันของบรรยากาศ ตัวอย่างเช่น บนยอดเขาเอเวอเรสต์ น้ำจะเดือดที่อุณหภูมิ 68 องศาเซลเซียส เปรียบเทียบกับ 100 องศาเซลเซียสที่ระดับน้ำทะเล ในทางกลับกัน น้ำที่ลึกลงไปในมหาสมุทรใกล้กับปล่องไฮโดรเทอร์มอลมีอุณหภูมิได้ถึงหลายร้อยองศาเซลเซียสและยังคงสถานะเป็นของเหลวอยู่
  • ที่พลังงาน 4181.3 จูลต่อกิโลกรัมเคลวิน น้ำมีค่าความจุความร้อนจำเพาะสูง รวมถึงความร้อนในการระเหยเป็นไอสูง (40.65 กิโลจูลต่อโมล) เป็นผลจากส่วนขยายของการจับพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล คุณสมบัติสองประการนี้ทำให้น้ำรักษาสมดุลสภาพอากาศของโลกได้โดยการปรับสมดุลความผันแปรของอุณหภูมิ
  • ภาวะที่น้ำมีความหนาแน่นสูงที่สุดคือที่อุณหภูมิ 3.98 องศาเซลเซียส (39.16 องศาฟาเรนไฮต์)[15] มีคุณสมบัติที่ความหนาแน่นลดลงไม่ใช่เพิ่มขึ้นของน้ำเมื่อน้ำได้รับความเย็นจนเปลี่ยนเป็นสถานะของแข็ง ในระหว่างที่น้ำกำลังเป็นน้ำแข็ง “โครงสร้างเปิด” ของน้ำแข็งจะค่อยๆ แตกและโมเลกุลจะแทรกตัวเข้าไปตามโพรงในโครงสร้างคล้ายน้ำแข็งที่น้ำอุณหภูมิต่ำ มีผลกระทบที่แข่งกัน 2 ประการคือ 1. เพิ่มปริมาตรของของเหลวปกติ และ 2. ลดปริมาตรโดยรวมของของเหลว ที่อุณหภูมิระหว่าง 0 ถึง 3.98 องศาเซลเซียส ผลกระทบประการที่สองจะล้มล้างผลกระทบประการแรก ดังนั้นผลกระทบสุทธิคือการลดปริมาตรลงด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น[16] มันจะขยายเพื่อให้มีปริมาตรเพิ่มขึ้น 9% ในสถานะของแข็ง ซึ่งเป็นสาเหตุของข้อเท็จจริงที่น้ำแข็งลอยน้ำได้ อย่างเช่น ภูเขาน้ำแข็ง
  • ค่าความหนาแน่นของน้ำคือ 1,000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร เป็นของเหลว (ที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส น้ำแข็งมีความหนาแน่น 917 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร)[17]
  • น้ำสามารถรวมตัวกับของเหลวได้หลายชนิด เช่น เอทานอล ซึ่งก่อตัวเป็นของเหลวเนื้อเดียวกันในทุกอัตราส่วน ในอีกประการหนึ่ง น้ำกับน้ำมันส่วนใหญ่จะไม่รวมตัวกัน ปกติจะก่อตัวเป็นชั้นตามความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้นจากข้างบนสุด ในสถานะแก๊ส ไอน้ำรวมตัวกับอากาศได้อย่างสมบูรณ์
  • น้ำก่ออะซีโอโทรปกับตัวทำละลายอื่นๆ หลายชนิด
  • น้ำสามารถถูกแยกสลายด้วยไฟฟ้าเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนได้
  • ในฐานะที่เป็นออกไซด์ของไฮโดรเจน น้ำถูกก่อตัวขึ้นเมื่อไฮโดรเจนหรือสารประกอบไฮโดรเจนเผาไหม้หรือทำปฏิกิริยากับออกซิเจนหรือสารประกอบออกซิเจน น้ำไม่ใช่เชื้อเพลิง น้ำเป็นผลผลิตสุดท้ายในกระบวนการเผาไหม้ของไฮโดรเจน พลังงานที่ต้องการในการแยกสลายน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนด้วยไฟฟ้าหรือวิธีอื่น มีมากกว่าพลังงานที่เก็บสะสมได้เมื่อไฮโดรเจนกลับมารวมกับออกซิเจนอีกครั้งเสียอีก[18]
  • ธาตุที่เป็นประจุบวกมากกว่าไฮโดรเจน เช่น ลิเธียม โซเดียม แคลเซียม โพแทสเซียม และซีเซียม จะปลดไฮโดรเจนออกจากน้ำ เกิดเป็นไฮดรอกไซด์ เนื่องจากเป็นแก๊สไวไฟ ไฮโดรเจนที่ออกไปจะเป็นอันตรายและปฏิกิริยาของน้ำกับธาตุดังกล่าวนี้อาจทำให้เกิดระเบิดรุนแรง

รสชาติและกลิ่น[แก้]

น้ำสามารถละลายได้ในสสารมากมายหลายชนิด ทำให้น้ำมีรสชาติและกลิ่นได้หลากหลาย มนุษย์และสัตว์ชนิดอื่นได้พัฒนาประสาทสัมผัสที่ทำให้ประเมินสภาพดื่มได้ของน้ำโดยหลีกเลี่ยงน้ำที่เค็มเกินไปหรือมีกลิ่นเน่าเสีย รสชาติของน้ำซับและน้ำแร่ซึ่งมักโฆษณาในด้านการตลาดผ่านผลิตภัณฑ์มีที่มาจากแร่ธาตุที่ละลายอยู่ในน้ำ อย่างไรก็ดี น้ำบริสุทธิ์นั้นไม่มีรสชาติและไม่มีกลิ่น ความบริสุทธิ์ของน้ำซับและน้ำแร่ที่ถูกโฆษณานั้นหมายถึงการที่น้ำปราศจากสารพิษ สารมลพิษและจุลินทรีย์ ไม่ใช่การปราศจากแร่ธาตุธรรมชาติ

ความแพร่หลายในธรรมชาติ[แก้]

ในเอกภพ[แก้]

น้ำส่วนมากในเอกภพเป็นผลพลอยได้จากการก่อตัวของดาวฤกษ์ เมื่อเกิดดาวฤกษ์ขึ้นมา การเกิดเหล่านั้นจะเกิดขึ้นพร้อมกับกระแสของแก๊สและฝุ่นนอกโลก เมื่อสสารเหล่านี้ไหลออกมากระทบกับแก๊สที่อยู่รอบ ๆ ในที่สุด คลื่นกระแทกที่เกิดขึ้นจะบีบและให้ความร้อนกับแก๊ส จะสังเกตเห็นน้ำเกิดขึ้นภายใต้แก๊สความหนาแน่นต่ำนี้[19]

จากรายงาน ในวันที่ 22 กรกฎาคม ค.ศ. 2011 อธิบายถึงการค้นหากลุ่มก้อนของไอน้ำขนาดยักษ์ ประกอบไปด้วยน้ำมากกว่าน้ำในมหาสมุทรบนโลกรวมกันถึง 140 ล้านล้านเท่า กระจายอยู่รอบ ๆ เควซาร์ที่อยู่ห่างจากโลก 12 พันล้านปีแสง นักวิจัยกล่าวว่า “การค้นพบครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าน้ำนั้นมีแพร่หลายในเอกภพสำหรับการดำรง ชีวิตเกือบทั้งหมด” [20][21]

มีการตรวจพบน้ำในกลุ่มเมฆระหว่างดาวภายในดาราจักรทางช้างเผือกของ เราด้วย และยังอาจมีน้ำมากมายในดาราจักรอื่น ๆ เพราะองค์ประกอบของน้ำคือ ไฮโดรเจนและออกซิเจน เป็นธาตุที่มีอยู่มากในเอกภพ กลุ่มเมฆระหว่างดาวในที่สุดก็รวมตัวกันเป็นเนบิวลาสุริยะ และระบบสุริยะ

ปรากฏในรูปไอน้ำ[แก้]

ปรากฏในรูปของเหลว[แก้]

  • โลก: 71% ของพื้นโลก
  • ยูโรปา: พื้นผิวลึกลงไปในมหาสมุทร 100 กิโลเมตร
  • มีหลักฐานสำคัญชี้ให้เห็นว่าน้ำในรูปของเหลวปรากฏอยู่ใต้พื้นผิวของดวงจันทร์ของดาวเสาร์ชื่อ เอนเซลาดัส

ปรากฏในรูปของแข็ง[แก้]

หลักฐานล่าสุดชี้ให้เห็นว่ามีน้ำแข็งอยู่ที่ขั้วโลกของดาวพุธ[26] น้ำแข็งอาจปรากฏบนดาวซีรีส และดาวทีทิสด้วย น้ำและสารโวลาไทล์ได้ชนิดอื่นอาจประกอบด้วยองค์ประกอบมากมายที่อยู่ภายในดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน และน้ำในชั้นล่างอาจจเป็นในรูปของน้ำไอโอนิกที่เกิดจากโมเลกุลที่แตกตัวเป็นกลุ่มหมอกของไอออนไฮโดรเจนและออกซิเจน และลึกลงไปอีกเป็นน้ำซูเปอร์ไอออนิกที่เกิดจากออกซิเจนตกผลึกแต่ไอออนไฮโดรเจนลอยอย่างอิสระในโครงตาข่าย[27]

แร่ ธาตุบางชนิดบนดวงจันทร์มีโมเลกุลของน้ำเป็นองค์ประกอบ ตัวอย่างในปี ค.ศ. 2008 เครื่องมือปฏิบัติการที่ดีดตัวและระบุอนุภาคพบอนุภาคจำนวนเล็กน้อยภายในหิน ภูเขาไฟที่ลูกเรือของยานอพอลโล 15 นำมาจากดวงจันทร์เมื่อปี ค.ศ. 1971[28] นาซารายงานการค้นพบโมเลกุลน้ำครั้งนี้โดยนักทำแผนที่แร่ธาตุวิทยาบนดวง จันทร์ของนาซาบนยานอวกาศขององค์กรงานวิจัยอวกาศสัญชาติอินเดียชื่อ Chandrayaan-1 ในเดือนกันยายน ค.ศ. 2009[29]

1 2 3 6