Water resources

“Water is the driver of Nature.” — Leonardo da Vinci

1. Introduction

Water is one of the most critical natural resources and is essential for the survival of all forms of life. Although Earth is called the “Blue Planet” because 70.8% of its surface is covered with water, usable freshwater is extremely limited.

Distribution of Earth’s Water

• 97% → Saline water in oceans — not fit for human use
• 2% → Locked in glaciers and polar ice caps
• <1% → Freshwater available for human, animal, and plant use

Unique Properties of Water

Water has several special characteristics that make it essential for life:

1. Wide liquid temperature range (0–100°C): Allows life processes to function naturally.
2. High specific heat: Helps regulate climate and body temperature.
3. High latent heat of vaporization: Facilitates cooling mechanisms (perspiration, evaporation).
4. Universal solvent: Dissolves nutrients, pollutants, and minerals.
5. Carrier of nutrients: Essential for plant growth and cellular functions.
6. Supports hydrological cycle: About 1.4 inches of water evaporates globally and later returns as rain.

2. Water Use

Although water is abundant on Earth, 99% is unavailable for direct use.
Only 1% freshwater supports: Drinking water, Agriculture, Industries, Household needs, Aquatic life.

Uneven Distribution: Water is not evenly distributed:

• Tropical rainforests → Heavy rainfall
• Deserts → Very little rainfall
• Since ancient times, human settlements developed near rivers due to dependable water.

Importance to Living Organisms

• Dissolves and transports nutrients in plants
• Maintains body temperature
• Removes waste materials
• Essential for photosynthesis and metabolism

3. Freshwater Crisis: Globally, the problem is not total quantity, but availability at the right place and right time.

Causes of Freshwater Crisis

1. Irregular rainfall patterns: Leads to floods & droughts.
2. Overuse of groundwater: Depletes water table.
3. Pollution of aquifers: Industrial pollution and sewage make water unfit.
4. River pollution: Industries dump waste; population pressure increases contamination.

Statistics

• 97% → Saltwater
• 3% → Freshwater
• The usable fraction is shrinking due to:
  • Pollution
  • Over-extraction
  • Population explosion

4. Problems Associated with Water Resources: Water resources face several problems due to natural conditions and human activities:

(a) Water Scarcity: Water scarcity happens when demand exceeds supply.
It is caused by:

• Low rainfall in arid regions
• High evaporation due to high temperatures
• Low per capita water availability because of rising population

(b) Floods and Droughts: Floods and droughts occur mainly due to:

• Uneven or irregular rainfall
• Human settlements in flood-prone areas
• Deforestation, which increases surface runoff
• Drought periods overlapping with high agricultural water needs

(c) Groundwater Problems: Overuse of groundwater leads to:

• Falling water table (wells go dry)
• Saltwater intrusion in coastal areas
• Pollution of shallow aquifers
• Extraction faster than recharge, causing long-term depletion

(d) Watershed Degradation: A watershed gets damaged due to:

• Deforestation, causing soil erosion
• Urbanization, creating concrete surfaces that prevent water infiltration
• Increased runoff, leading to flooding
• Siltation of reservoirs, reducing water storage capacity

(e) Coastal Problems: Coastal regions face issues such as:

• Salinity intrusion into freshwater areas
• Pollution from industrial and agricultural runoff
• Degradation of estuaries, harming aquatic life

5. nOver-Exploitation of Water 

a) Groundwater Over-Exploitation

• Groundwater makes up 9.86% of total freshwater.
• It is 35–50 times more than surface water.
• Excessive extraction causes major problems:

Consequences

1. Subsidence: Land sinks because empty spaces remain after water is removed.
2. Lowering of Water Table: Water levels fall, and wells/tubewells dry up.
3. Waterlogging: In poorly drained areas, over-irrigation causes soils to become saturated with water.

b) Surface Water: Sources include: Rivers, Lakes, Ponds, Reservoirs

Issues With Surface Water

• Unequal distribution causes state and international conflicts.
• Too much water → floods
• Too little water → drought
• Agriculture and industries suffer

6. Major Water Conflicts

Water disputes arise due to unequal distribution, population growth, and political concerns.

• Middle East Water Conflict: Involves: Sudan, Egypt, Turkey. Affects water-scarce nations like Saudi Arabia, Syria, Israel, Jordan.
• Indus Water Treaty (India–Pakistan): Long-standing dispute over sharing Indus River water.
• Cauvery Water Dispute: Between: Tamil Nadu, Karnataka
• Satluj–Yamuna Link (SYL) Dispute: Between: Punjab, Haryana, UP, Rajasthan & Delhi also involved.
• Traditional water-sharing was democratic and community-based, but modern disputes become complex and political.

7. Dams – Benefits and Problems

a) Benefits of Dams

Dams are built for water conservation, irrigation, and energy generation.
According to the World Commission on Dams (2001), there are 45,000 large dams worldwide.

Major Benefits

1. Hydroelectricity generation
2. Stable year-round water supply
3. Transfer of water from excess to deficit regions
4. Flood control
5. Assured irrigation during dry periods
6. Fish culture, navigation, tourism, employment
7. Regional development & improved living standards

b) Problems and Environmental Issues

Despite benefits, large dams cause serious issues:

1. Submergence of land Loss of fertile soil and displacement of local/tribal people.
2. Increased salinity downstreamDue to evaporation.
3. Siltation of reservoirs Reduces dam capacity and nutrient loss.
4. Loss of forests and wildlife habitat
5. Changes in fisheries Affects breeding grounds.
6. Stagnation → mosquito breeding Causes malaria, dengue.
7. Aquatic weed growth Leads to microclimatic changes.

Important Facts About Water Resources

Global Water Distribution

• 70.8% of Earth’s surface is covered with water.
• 97% of water is salty and unfit for drinking.
• Only 3% is freshwater, and less than 1% is available for human use.

Hydrological (Water) Cycle

• About 1.4 inches (35 mm) of water evaporates globally every day.
• Water cycle naturally purifies water through evaporation and condensation.

Freshwater Availability

• Water is unevenly distributed across the world.
• Deserts receive less than 25 cm rainfall yearly; rainforests receive over 200 cm.

Groundwater Facts

• Groundwater makes up 9.86% of total freshwater.
• It is 35–50 times more abundant than surface water.
• Overuse causes declining water tables and land subsidence.

India-Specific Facts

• India receives ~4% of world’s freshwater, but has 18% of the world’s population → water stress.
• India has over 5,000 large dams (3rd highest in the world).
• Major rivers with disputes: Indus, Cauvery, Krishna, Godavari, Narmada.

Dams and Hydropower

• There are 45,000+ large dams worldwide (WCD Report).
• China has the world’s largest: Three Gorges Dam.
• Dams cause siltation, displacement, loss of biodiversity.

Water Crisis Facts

• By 2025, around 2/3rd of the world population may face water scarcity.
• Around 80% of untreated sewage is discharged into rivers in developing countries.
• Nearly 1.8 billion people drink contaminated water every day.

Pollution Facts

• Industries are responsible for 20% of global water pollution.
• Agricultural run-off (fertilizers & pesticides) is the biggest source of freshwater pollution.

Health Facts

• Contaminated water causes diseases like cholera, typhoid, diarrhea, etc.
• 3.4 million people die each year from waterborne diseases (WHO).

Climate & Water

• Rising temperature increases evaporation, causing droughts.
• Melting glaciers affect long-term water availability in Himalayas.

जल संसाधन (Water Resources)

“जल प्रकृति का प्रेरक है।” — लियोनार्डो दा विंची

परिचय (Introduction)

जल पृथ्वी का सबसे महत्वपूर्ण प्राकृतिक संसाधन है और सभी जीवों के अस्तित्व के लिए अनिवार्य है।
पृथ्वी की सतह का 70.8% भाग जल से ढका है, इसलिए इसे “नीला ग्रह” कहा जाता है, लेकिन उपयोग योग्य मीठा पानी बहुत कम है।

पृथ्वी पर जल का वितरण (Distribution of Earth’s Water)

• 97% → खारा पानी (समुद्रों में), मानव उपयोग के योग्य नहीं
• 2% → हिमनदों और ध्रुवीय बर्फ में बंद
• <1% → मनुष्य, पशु और पौधों द्वारा उपयोग योग्य मीठा जल

जल के विशिष्ट गुण (Unique Properties of Water)

जल में कई विशेषताएँ हैं जो इसे जीवन के लिए आवश्यक बनाती हैं:

1. विस्तृत द्रव तापमान सीमा (0–100°C) → जीवन प्रक्रियाएँ सामान्य रूप से चलती हैं।
2. उच्च विशिष्ट ऊष्मा → जलवायु और शरीर का तापमान नियंत्रित करता है।
3. उच्च वाष्पीकरण ऊष्मा → पसीना, वाष्पीकरण द्वारा ठंडक।
4. सार्वभौमिक विलायक → पोषक तत्वों, खनिजों और प्रदूषकों को घोलता है।
5. पोषक तत्वों का वाहक → पौधों की वृद्धि और कोशिकीय कार्यों के लिए आवश्यक।
6. जल चक्र का समर्थन → प्रतिदिन लगभग 1.4 इंच पानी वाष्पीकृत होकर वर्षा के रूप में लौटता है।

जल का उपयोग (Water Use)

हालाँकि पृथ्वी पर जल प्रचुर मात्रा में है, परंतु 99% जल सीधे उपयोग योग्य नहीं है।
केवल 1% मीठा पानी उपयोग होता है:

• पेयजल
• कृषि
• उद्योग
• घरेलू उपयोग
• जलीय जीवन

जल का वितरण असमान है

• वर्षावनों में → अत्यधिक वर्षा
• रेगिस्तानों में → बहुत कम वर्षा
  प्राचीन सभ्यताएँ नदियों के किनारे बसीं क्योंकि पानी स्थायी था।

जीवों के लिए महत्व (Importance to Living Organisms)

• पौधों में पोषक तत्वों का घुलाव और परिवहन
• शरीर का तापमान बनाए रखना
• अपशिष्ट निष्कासन
• प्रकाश संश्लेषण और उपापचय के लिए आवश्यक

मीठे जल संकट (Freshwater Crisis)

वैश्विक समस्या मात्रा की नहीं, बल्कि सही स्थान और सही समय पर उपलब्धता की है।

कारण (Causes)

1. अनियमित वर्षा पैटर्न → बाढ़ और सूखा
2. अतिरिक्त भूजल दोहन → जलस्तर गिरता है
3. जलभृत (aquifers) प्रदूषण → उद्योग और सीवेज
4. नदी प्रदूषण → जनसंख्या दबाव और औद्योगिक कचरा

महत्वपूर्ण सांख्यिकीय तथ्य (Statistics)

• 97% → खारा पानी
• 3% → मीठा पानी
  उपलब्ध अंश प्रदूषण, अति दोहन और जनसंख्या वृद्धि के कारण घट रहा है।

जल संसाधनों से संबंधित समस्याएँ (Problems Associated With Water Resources)

(a) जल की कमी (Water Scarcity)

जब माँग आपूर्ति से अधिक हो जाती है।

कारण:

• शुष्क क्षेत्रों में कम वर्षा
• उच्च तापमान → उच्च वाष्पन
• जनसंख्या वृद्धि → कम प्रति व्यक्ति उपलब्धता

(b) बाढ़ एवं सूखा (Floods and Droughts)

कारण:

• अनियमित वर्षा
• बाढ़-प्रवण क्षेत्रों में बस्तियाँ
• वनों की कटाई → सतही बहाव बढ़ता है
• कृषि सीजन में सूखा

(c) भूजल समस्याएँ (Groundwater Problems)

अत्यधिक दोहन से:

• जलस्तर में गिरावट
• तटीय क्षेत्रों में खारे पानी का प्रवेश (salinity intrusion)
• उथले जलभृत प्रदूषित
• पुनर्भरण से तेज निकासी → दीर्घकालिक कमी

(d) जलागम (Watershed) का क्षरण (Degradation)

कारण:

• वनों की कटाई → मृदा अपरदन
• शहरीकरण → जल अवशोषण कम
• अधिक बहाव → बाढ़
• जलाशयों में गाद भरना (siltation) → क्षमता कम

(e) तटीय समस्याएँ (Coastal Problems)

• मीठे पानी में लवणता प्रवेश
• औद्योगिक व कृषि अपवाह से प्रदूषण
• मुहाना (estuaries) क्षरण → जलीय जीवन को हानि

5. जल का अतिदोहन (Over-Exploitation of Water)

(a) भूजल का अतिदोहन

• यह कुल मीठे जल का 9.86% है
• यह सतही जल से 35–50 गुना अधिक है

परिणाम

• भूमि धँसाव (Subsidence)
• जलस्तर में गिरावट
• जलभराव (Waterlogging) → खराब जल निकासी क्षेत्रों में

(b) सतही जल (Surface Water)

स्रोत: नदियाँ, झीलें, तालाब, जलाशय

समस्याएँ:

• असमान वितरण → राज्य/देशों में संघर्ष
• अधिक पानी → बाढ़
• कम पानी → सूखा
• कृषि एवं उद्योग प्रभावित

मुख्य जल विवाद (Major Water Conflicts)

• मध्य पूर्व जल संघर्ष: सूडान, मिस्र, तुर्की, सऊदी अरब, सीरिया, इज़राइल, जॉर्डन
• सिंधु जल संधि (भारत–पाकिस्तान)
• कावेरी विवाद (कर्नाटक–तमिलनाडु)
• एसवाईएल नहर विवाद (SYL): पंजाब, हरियाणा, UP, राजस्थान, दिल्ली
  पारंपरिक जल साझेदारी लोकतांत्रिक थी, आधुनिक विवाद राजनीतिक रूप ले लेते हैं।

7. बाँध: लाभ और समस्याएँ (Dams – Benefits and Problems)

(a) बाँधों के लाभ (Benefits)

विश्व में 45,000 बड़े बाँध (WCD, 2001)।

मुख्य लाभ:

• जलविद्युत उत्पादन
• वर्ष भर जल आपूर्ति
• अधिक पानी से कम पानी वाले क्षेत्रों में स्थानांतरण
• बाढ़ नियंत्रण
• सिंचाई
• मत्स्य पालन, पर्यटन
• क्षेत्रीय विकास

(b) समस्याएँ और पर्यावरणीय प्रभाव

• ज़मीन डूबना → उपजाऊ भूमि तथा जनसंख्या विस्थापन
• वाष्पीकरण → लवणता बढ़ना
• सिल्टेशन → क्षमता कम
• जंगलों/वन्यजीवों का नुकसान
• मछलियों की प्रजनन प्रक्रिया प्रभावित
• ठहरे पानी में मच्छर प्रजनन → मलेरिया, डेंगू
• जलीय खरपतवार → सूक्ष्म जलवायु बदलाव

महत्वपूर्ण तथ्य (Important Facts About Water Resources)

वैश्विक तथ्य

• पृथ्वी का 70.8% हिस्सा जल
• 97% खारा, 3% मीठा
• <1% मानव उपयोग योग्य

जल चक्र

• प्रतिदिन 1.4 इंच वाष्पीकरण
• प्राकृतिक शुद्धिकरण प्रक्रिया

भूजल तथ्य

• कुल मीठे जल का 9.86%
• सतही जल से 35–50 गुना अधिक
• अत्यधिक दोहन से धँसाव और गिरता जलस्तर

भारत में जल तथ्य

• भारत → विश्व के 4% मीठे जल पर निर्भर
• लेकिन 18% जनसंख्या → जल तनाव
• भारत में 5,000+ बड़े बाँध
• मुख्य विवाद: इंडस, कावेरी, कृष्णा, गोदावरी, नर्मदा

जल संकट

• 2025 तक दुनिया के 2/3 लोग जल संकट झेलेंगे
• विकासशील देशों में 80% सीवेज बिना उपचार के नदियों में
• 1.8 अरब लोग प्रदूषित पानी पीते हैं

प्रदूषण तथ्य

• उद्योग → 20% वैश्विक जल प्रदूषण
• कृषि अपवाह → सबसे बड़ा प्रदूषण स्रोत

स्वास्थ्य प्रभाव

• दूषित पानी से → हैजा, टाइफाइड, दस्त
• हर साल 34 लाख मौतें (WHO)

जलवायु परिवर्तन और जल

• तापमान बढ़ने से वाष्पीकरण बढ़ता है → सूखा
• ग्लेशियर पिघलने से हिमालयी जल प्रवाह प्रभावित