thumb|180px|Juomavettä
Vesivarat ovat se osa maapallolla eri olomuodoissa olevasta vedestä, joka on potentiaalisesti ihmisen käytettävissä.
Maailman vedestä valtaosa on merissä (97 %). Lopuista kolmesta prosentista noin kaksi kolmannesta on napajäätiköissä ja loput eli jäljelle jäänyt kolmannes on pintavesissä sekä maaperässä, ilmakehässä, pohjavetenä ja suolajärvissä. Pohjaveden osuus kaikista maailman vesivaroista on noin 0,68 %.
Vesivarat ovat jakautuneet maantieteellisesti katsoen epätasaisesti maailman maiden kesken. Parhaat vesivarat ovat pohjoisella pallonpuoliskolla. Vesivaroja tarvitaan kaikkialla ja kaikkeen, sillä luonto tarvitsee vettä ja niin tarvitsee ihminenkin hankkiakseen itselleen ruokaa tai pitääkseen tehtaat käynnissä. Puhtaan juomaveden puute aiheuttaa monia ongelmia, kuten levittää tauteja. Juomaveden laatuvaatimukset ovat korkeita terveyshaittojen välttämiseksi ja samaa korkealaatuista vettä käyttävät myös teollisuus ja maatalous, vaikkeivät ne tarvitsikaan näin korkealaatuista vettä. Makeaa eli suolatonta vettä maapallolla on riittävästi, mutta jakauma on riittävän vedensaannin kannalta monilla alueilla ongelmallinen. Riittävyys pyritään turvaamaan vettä säästämällä ja sitä suojelemalla sekä erilaisin vesirakennusprojektein, joiden vaikutuksista alueen tilaan ei aina tiedetä. Monet tekijät uhkaavat juomavesivarojen käyttökelpoisuutta, mutta tilanne on paranemaan päin. Vesivarojen tutkimus on laaja-alaista ja pitkälti kansainvälistä. Suomessa vesivarannot ovat saastuneet vain paikoitellen ja muuten ne ovat riittoisat sekä hyvässä kunnossa.
Yleistä Hydrologinen kierto
Hydrologinen kierto tarkoittaa veden kiertoa eli sitä miten vesi monien eri vaiheiden kautta palaa takaisin mereen. Aluksi vesi haihtuu merestä, sitten se tulee alas sateena tai sumuna joko merellä tai sitten maalla. Maalla vesi voi päätyä jokiin ja järviin ja sitä kautta takaisin mereen, tapahtuipa se sitten haihtumalla tai jokea pitkin. Myös maaperään päätynyt vesi valuu hiljalleen mereen, mutta se voi kestää satoja, jopa tuhansia vuosia, jos vesi päätyy syvälle kallioperään pohjavedeksi. Hydrologisen kierron merkitys kaikkien maaeliöiden elintoiminnoille sekä ihmiselle on suuri, sillä se tuo sateita. Jos hydrologista kiertoa ei olisi, mantereet olisivat hyvin kuivia. Ihminen on nykyisin yhä useammin "sotkemassa" veden kiertoa ottaessaan kierron jostain vaiheesta vettä suuriakin määriä omiin tarpeisiinsa.
Mihin ja missä käytetään? Ihminen käyttää vesivaroja kahdella eri tavalla, jotka ovat vedenotto ja veden kulutus. Vedenotossa pinta- tai pohjavesilähteestä johdetaan pois vettä, mutta se palautuu sinne nopeasti. Tällaista käyttöä edustaa esimerkiksi lauhdevesi energiantuotannossa. Veden kulutuksessa vesi poistuu ainakin joksikin aikaa käyttökelpoisesta varannosta esimerkiksi laadun heikkenemisen takia, kuten raakaveden päätyminen käytön ja puhdistuksen jälkeen takaisin vesistöön.
Maailmassa suurin vedenkäyttäjä on maatalous, joka tarvitsee veden keinokasteluun. Suurimmat vedenkäyttäjämaat ovat Afrikan ja Aasian sekä Lähi-idän maatalousvaltaisia maita, jotka käyttävät paljon enemmän vettä kuin hydrologinen kierto vuosittain tuottaa. Uusimpien tietojen mukaan kaikesta käytetystä vedestä 69 % menee keinokasteluun. Ympäristönsuojelun perusteet -kirjan mukaan kaikesta käytetystä vedestä 65 % menee keinokasteluun, 25 % teollisuuden prosesseihin ja 10 % käytetään kunnissa ja kotitalouksissa. Ainoastaan joissakin läntisissä teollisuusmaissa teollisuus on suurin vedenkäyttäjä, kun taas Afrikassa maatalous vie kaikesta käytetystä vedestä keskimäärin 88 prosenttia.
Vesivarat strategisena hyödykkeenä Vesi on kaikkein tärkein hyödyke ja sen takia saatetaan vielä lähteä sotaankin. Erityisesti useamman maan läpi virtaavat joet ovat hankalia tapauksia, mutta muitakin tapauksia löytyy. Vesivarantojen arvo nousee sitä mukaa kun veden tarve kasvaa. Kaikki maat yrittävät tietysti varmistaa oman vedensaantinsa, jolloin ei ennen otettu eikä aina nykyäänkään oteta huomioon sitä, että vaikka vesi onkin uusiutuva luonnonvara, niin se on myös samalla rajallinen.
Erityisesti entisten ja nykyisten kommunististen maiden suuret kasteluprojektit ovat ongelmallisia vedenottoalueen alkuperäisväestölle, jolloin ainakin Venäjällä on ilmeisesti ollut paikallisia konflikteja. Vesialueet ovat tärkeitä myös kulkuyhteyksien kannalta. Lähi-idässä on jo muutenkin vähän vettä ja rajallisista vesivaroista on syntynyt jo monia kriisejä. Näistä tuorein toi Israelin ja Libanonin välille sodanuhan, koska Libanon lisäsi vedenottoaan maiden halki virtaavasta Jordan-joesta ottamalla käyttöön uuden pumppaamon Etelä-Libanonissa. Koska Israelkin saa pääosan vedestään Jordan-joesta, sen saama maksimaalinen vesimäärä väheni. Useamman valtion alueen halki virtaavien jokien käytöstä on sovittu vuonna 1965 Helsingin sopimuksessa. YK:n tavoitteena onkin saada näissä tapauksissa kiistan osapuolet kiistelyn ja riitelyn sijasta hoitamaan yhteisiä vesivarantojaan yhteistyöllä.
Vesi ekosysteemissä Ilman vettä ei ole elämää nykytiedon mukaan, joten ihmisen pitää ottaa vedenkäytössään huomioon myös luonnon tarpeet, jotta vesistöissä olisi vastedeskin elämää. Vesi on kaiken elämän perusta. Monet jokien laskualueet ovat olleet hyvin monimuotoisia, kunnes joen vedet on ohjattu kastelukanaviin tai jokisuu muokattu pelloksi. Liiallisen vedenkäytön lisäksi monet muutkin ihmisestä johtuvat syyt voivat tuhota veden ekosysteemejä, kuten lähinnä saastuminen ja suolaantuminen sekä happamoituminen ja rehevöityminen. Monien soiden ja rämeiden ekosysteemit ovat olleet erittäin monimuotoisia, kunnes alueet on kuivattu viljelymaiksi jolloin ekosysteemit ovat tuhoutuneet lähes täysin. Myös järviä on kuivattu maatalouden tarpeisiin ekosysteemin kannalta huonoin seurauksin.
Vesivarat energiantuotannossa Vesivaroja tarvitaan myös energiaa tuottamaan. Vesivoiman perusteena on veden virtaama, joten voimalaitoksia varten rakennetaan patoja, jotta sähköä voitaisiin tuottaa tasaisesti vuodenajasta riippumatta. Jokiin voidaan rakentaa pienempiä voimaloita ilman patoamistarvetta, mutta voimaloiden sähkö ei riitä kuin pienelle alueelle. Monet kehitysmaat ovat riippuvaisia vesivoimalla tuotettavasta sähköstä.
Mikäli voimalaa varten tarvitaan pato, rakennetaan alueelle yleensä myös kastelujärjestelmiä. Vesivarojen kannalta vesienergiantuotanto ei ole ainakaan hyväksi vesiongelmia ajatellen. Norjassa ja Ruotsissa vesivoiman tuotantoon käytetään lähinnä vuorilta ja tuntureilta alkunsa saavia jokia, jotka on padottu suuremman energiantuotannon vuoksi. Patoaminen estää veden vapaan virtauksen ja saattaa siten heikentää jokien vettä juomavetenään käyttävien ihmisten talousveden laatua.
Juomavesivarat
Pohjavesi
Pohjavedet ovat napajäätiköiden jälkeen kaikkein suurin makean veden varanto. Yli 90 % maanalaisista vesistä kuitenkin on täysin tai lähes pysyvästi syrjässä veden kiertokulusta, sillä ne ovat syvällä kivikerrostumien ja sedimenttien kätköissä. Pohjaveden määritelmän mukaan pohjavedellä tarkoitetaan sitä maanalaista vesikerrosta, jossa kaikki maa- ja kallioperän huokoset ovat veden kyllästämiä.
Maavedellä tarkoitetaan pohjavesivyöhykkeen yläpuolella olevaa vyöhykettä, jossa huokoset eivät ole jatkuvasti kokonaan veden kyllästämiä. Mikäli maaperässä on läpäisevän kerroksen keskellä tiivis kerrostuma, voi tämän päälle syntyä orsivedeksi kutsuttu irrallinen pohjavesiesiintymä, joka sijaitsee varsinaisen pohjaveden pinnan yläpuolella. Salpavesi puolestaan on tiiviin maakerroksen alle puristuksiin jäänyt pohjavesiesiintymä, siis tavallaan orsiveden vastakohta. Nykyisin pohjaveden uskotaan esiintyvän laattamaisina altaina suonimaisen verkoston sijaan.
Pohjavettä on syntynyt ja syntyy sadeveden suotautuessa maaperän läpi. Vain osa sadevedestä imeytyy maahan muodostaen pohjavettä. Suotautuvan/imeytyvän sadeveden määrä riippuu maaperästä. Karkeat ja huokoiset maa-ainekset kuten sora ja hiekka läpäisevät hyvin (60–75 % sateesta), kun taas hienojakoiset savi- ja hiesumaat läpäisevät vettä huonosti. Moreenimailla suotautuvan veden määrä riippuu maalajin koostumuksesta ja vaihtelu on suurta, yleensä vedestä suotautuu vain 10–20 %, mutta karkeilla mailla vedestä voi suotautua yli 50 %. Muodostumistapansa vuoksi pohjavesi on yleensä pintavesiä laadukkaampaa ja puhtaampaa, joten sitä voidaan käyttää juomavetenä yleensä ilman puhdistamista. Maanpinnan tiivistyminen ja päällystäminen vähentävät pohjaveden muodostumista. Pohjois-Afrikan ja Arabian pohjavedet ovat suurimmaksi osaksi uusiutumattomia.
Pintavesi
Juotavaksi kelpaavia pintavesiä ovat joet ja järvet. Ne ovat myös pohjavettä herkempiä saastumaan, sillä niillä ei ole minkäänasteista suojaa saasteita vastaan. Monilla alueilla pintavesi on ainoa juomavesilähde ja se on monin paikoin vielä hyvin saastunuttakin. Tämä ei ole ainoastaan kehitysmaiden ongelma, vaan se koskettaa Aasian, Afrikan sekä Etelä-Amerikan ja Latinalaisen Amerikan lisäksi myös entisen itäblokin maita. Tilanne on pääosin kansainvälisten vesihuoltoprojektien ansiosta kuitenkin paranemaan päin. Suurin osa järvistä sisältää makeaa vettä, mutta myös suolajärviä on olemassa, joista tunnetuin on Kuollutmeri Israelin ja Jordanian rajalla. Näiden järvien vesi on suolaisempaa kuin merivesi ja usein vielä huomattavan paljon.
Joki alkaa aina jostain vesilähteestä, joka voi olla vaikkapa järvi tai jäätikkö. Joen kuljettama vesimäärä riippuu joen valuma-alueen eli sen alueen, jolta joen vesi on peräisin koosta sekä jokiuoman koosta. Koska osa joista kuivuu kuivana kautena lähes kokonaan ja monet alueet ovat riippuvaisia niiden vedestä, niin tämä huonontaa vesipulaa ja vielä monien muidenkin alueiden vesitilannetta. Useat joet ovat ainakin osan vuodesta kuivia ennen kuin ne laskevat mereen, koska niiden varsilla harjoitetaan liiallista vedenottoa, suurimmat niistä ovat Keltainen joki Kiinassa ja Colorado Yhdysvalloissa.
Veden laatu Veden laatu vaihtelee suurestikin eri lähteiden välillä. Pohjaveden laatu on kaikkein paras ja se on myös maukkainta vettä. Pintavesilähteiden vesi ei yllä pohjaveden tasolle, vaan sitä joudutaan käsittelemään ennen kuin sitä voidaan käyttää talousvetenä ja monissa teollisuuden prosesseissa. Melko usein pohjavettäkin pitää hieman käsitellä lähinnä happamuuden säätämiseksi. Veden laatuun vaikuttavat myös käytetyt käsittelymenetelmät ja väärin toteutettu veden käsittely voi heikentää veden laatua entisestään. Eräs käsittelymenetelmä on sadettaa pintavettä soraharjulle jolloin se suotautuu soran läpi ja siitä tulee laadukkaampaa. Täten käsiteltyä vettä kutsutaan tekopohjavedeksi ja tekopohjavesitekniikka on hyvä menetelmä veden laadun parantamiseen.
Laatuongelmat voivat heikentää veden makua tai tehdä siitä käyttökelvotonta nauttimisesta seuraavien terveyshaittojen vuoksi. Porakaivoveden ongelmana ovat korkeat radon-pitoisuudet alueilla, joiden kallioperässä on uraania tavallista runsaammin. Monien kehitysmaiden vesilähteiden vesi ei täytä juuri minkäänlaisia laatuvaatimuksia. Kehitysmaissa kuoli 1980-luvun loppupuolella vuosittain 25 miljoonaa ihmistä saastuneesta vedestä aiheutuviin sairauksiin ja heistä 60 % oli lapsia. Nykyisin näihin sairauksiin kuolee vuosittain 2,2 miljoonaa ihmistä saastuneen veden ja huonojen käymälöiden sekä alhaisen hygieniatason vuoksi.
Usein veden saastumisen yhteydessä voidaan puhua niin sanotusta hygieenisestä saastumisesta eli siitä, että vedessä on taudinaiheuttajamikrobeja ja alkueliöitä, koska veteen on päätynyt käymäläjätteitä. Kehitysmaissakin vettä käytetään uudelleen, mutta uudelleenkäyttötavat ovat kaikkea muuta kuin turvallisia, sillä usein vesi varastetaan viemäreistä ja käytetään raakoina syötävien vihannesten kasteluun.
Kastelu