Học thuyết khoa học về quá trình xuất hiện của nước và hình thành sự sống trên hành tinh trái đất nhiều nhà khoa học công nhận nhất là thuyết về sự sống được bắt đầu từ những dạng vật thể vô cùng cô đọng, có tỷ trọng cực lớn tồn tại trong khoảng thời gian cách xa đây vô tận. Học thuyết ấy cho rằng khoảng mười lăm đến hai mươi tỷ năm trước đây đã xảy ra 1 vụ nổ lớn (Big Bang). Vụ nổ làm vật thể này tung thành những đám mây khí có nhiệt độ cao vô cùng, hơi nóng và hạt nguyên tử lan truyền khắp nơi. Cùng với thời gian, đám mây khí nguội dần rồi cô đọng thành các thiên thể. Hơn 10 tỷ năm sau vụ Big Bang, tinh vân Ngân Hà được hình thành trong đó có Mặt trời và Trái đất của chúng ta. Khoảng 4,4-4,5 tỷ năm trước đây đã có quả đất với lớp vỏ cứng nằm cách xa mặt trời khoảng 150.000.000 km. Từ thời gian đó, những thay đổi chính đã xuất hiện theo một tỷ lệ tăng dần với thời gian. Khí quyển qủa đất dần hình thành1 (trong phần I) và rồi nước xuất hiện khi băng giá tan chảy trên mặt đất2.
Như vậy, cùng với quá trình hình thành trái đất, khí quyển, thì nước và sự sống cũng hình thành và dần dần xuất hiện trên các yếu tố cấu thành nên môi trường sống của chúng ta.
188 trang |
Chia sẻ: ttlbattu | Lượt xem: 3726 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Phần II - Cơ sở môi trường nước, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
PHẦN II: CƠ SỞ MÔI TRƯỜNG NƯỚC 4
CHƯƠNG VI. ĐẠI CƯƠNG VỀ NƯỚC TỰ NHIÊN 4
6.1. Sự hình thành nước, vai trò và sự phân bố của nước trong tự nhiên. 4
6.1.1. Sự hình thành nước trên trái đất [1, 2, 3, 4] 4
6.1.2. Tác động và vai trò của nước đối với môi trường [5, 6, 7, 8, 9] 4
6.1.3. Lượng nước, sự phân bố và tiêu thụ nước trên trái đất [5, 6] 7
6.2. Sự tuần hoàn của nước 233
6.2.1. Chu trình của nước 233
6.2.2. Thời gian lưu của nước 234
6.3. Phân loại nước tự nhiên. 235
6.3.1.Phân loại theo sự phân bố: 235
6.3.2. Phân loại theo nhiệt độ (chủ yếu áp dụng đối với nước khoáng): 235
6.3.3. Phân loại theo pH: 235
6.3.4. Phân loại theo độ cứng ( H-me/l): 236
6.3.5. Phân loại theo độ khoáng hoá: 236
6.3.6. Phân loại theo thành phần hoá học 236
CHƯƠNG VII. ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC 238
7.1. Cấu tạo của phân tử nước và liên kết hydro [2, 3, 4, 16, 18] 238
7.I.1. Cấu tạo của phân tử nước 238
7.I.2. Liên kết hydro 239
7.2. Cấu trúc của nước [2, 3, 16, 17] 241
7.2.1. Quan niệm về cấu tạo của phân tử nước 241
7.2.2. Ba trạng thái của nước 241
7.3. Tính chất vật lý của nước [1, 2, 3, 5, 16, 19] 245
7.3.1. Tỷ trọng và thể tích của nước 245
7.3.2. Các tính chất nhiệt 247
7.3.3. Độ nhớt 248
7.3.4. Sức căng bề mặt 250
7.3.5. áp suất thẩm thấu 251
7.3.6. Tính chất điện của nước 251
7.3.7. Tính chất quang học của nước. 253
7.4. Tính chất hoá học của nước [2, 4, 7, 8, 21, 22] 254
7.4.1. Tính chất dung môi của nước 254
7.4.2. Cân bằng hóa học của nước 259
7.4.3. Phản ứng oxy hoá-khử của nước 263
7.5. Tính chất sinh học của nước (nước là 1 hệ sinh thái) [1, 5, 6, 10, 12, 24, 25] 264
7.5.1. Nước và sự trao đổi chất 264
7.5.2. Nước, môi trường sống của vi sinh vật 266
7.5.3. Các chất dinh dưỡng trong nước 268
7.5.4 . Vi sinh vật - xúc tác của các phản ứng hoá học trong nước 269
7.5.5. Tầm quan trọng của nước đối với hệ sinh thái 270
CHƯƠNG VIII. CÁC LOẠI NƯỚC TỰ NHIÊN 276
8.1. Nước mưa [2, 4, 19, 21, 23] 276
8.2. Nước biển [2, 4, 6, 8, 15, 20, 23] 278
8.2.1. Đặc điểm thành phần hoá học 278
8.2.2. Độ muối, độ clo và mối tương quan của các ion chính 280
8.2.3. Giá trị pH của nước biển 283
8.2.4. Các tính chất vật lý khác 284
8.3. Nước bề mặt [1, 5, 8, 10, 11, 14, 15] 285
8.3.1. Nước tù 286
8.3.2. Nước động 290
8.3.3. Nước cửa sông 295
8.4. Nước ngầm [8, 10, 11, 19, 23, 26] 297
8.4.1. Nguồn nước ngầm 297
8.4.2. Đặc tính chung 297
8.4.3. Tính chất của nước ngầm 300
8.5. Một số đặc trưng chính của nước tự nhiên 301
8.5.1. Nhiệt độ nước 301
8.5.2. Ion hydro 302
8.5.3. Các hợp chất tan trong nước 302
8.5.4. Các khí 302
8.5.5. Các chất lơ lửng 303
8.5.6. Quần xã sinh vật 304
8.5.7. Trạng thái vật lý của nước tự nhiên 304
8.5.8. Sự tạo phức trong nước tự nhiên và nước thải [7, 8, 10] 305
CHƯƠNG IX - Ô NHIỄM, QUÁ TRÌNH TỰ LÀM SẠCH VÀ 306
XỬ LÝ NƯỚC TỰ NHIÊN 306
9.1. Một số vấn đề chung về ô nhiễm nước 306
9.1.1 Khái niệm ô nhiễm môi tr−ờng nước 306
9.1.2. Các loại nước bị ô nhiễm 307
9.1.3. Các thông số môi trường chính xác định nước bị ô nhiễm 310
9.2. Quá trình tự làm sạch nguồn nước 315
9.2.1 Một số vấn đề chung về quá trình tự làm sạch 315
9.2.2. Quá trình tự làm sạch nguồn nước mặt 316
9.2.3. Quá trình tự làm sạch nước ngầm 326
9.3. Một số phương pháp xử lý nước tự nhiên 327
9.3.1. Phương pháp làm mềm nước 327
9.3.2. Phương pháp xử lý sắt 327
9.3.4. Công nghệ xử lý amoni trong nước ngầm 334
9.3.5. Phương pháp khử trùng 336
9.3.6. Loại muối trong nước 339
9.3.7. Các phương pháp khác xử lý nguồn nước cấp 340
9.3.8. Phương pháp khử mùi trong nước 341
CHƯƠNG X. QUẢN LÝ VÀ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC 342
10.1. Quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên nước 342
10.1.1. Một số văn bản pháp lý chính liên quan đến quản lý tài nguyên nước 342
10.1.2. Quản lý tài nguyên nước 346
10.1.3. Thực hiện mô hình DPSIR trong đánh giá môi trường nước 353
10.2. Một số phương pháp đánh giá chất lượng nước 369
10.2.1. Đánh giá chất lượng nước dựa theo tiêu chuẩn môi trường 369
10.2.2. Đánh giá theo thang điểm 372
10.2.3. Đánh giá tổng hợp nhiều thông số 375
10.2.4. Đánh giá dựa trên chỉ tiêu tổng hợp 376
10.2.5. Đánh giá thông qua mô hình 380
10.2.6. Đánh giá dựa theo chỉ thị sinh vật 387
10.2.7. Đánh giá qua ước tính thiệt hại kinh tế 389
10.3. Hệ thống quan trắc chất lượng nước 391
PHẦN II: CƠ SỞ MÔI TRƯỜNG NƯỚC
CHƯƠNG VI. ĐẠI CƯƠNG VỀ NƯỚC TỰ NHIÊN
6.1. Sự hình thành nước, vai trò và sự phân bố của nước trong tự nhiên.
6.1.1. Sự hình thành nước trên trái đất [1, 2, 3, 4]
Học thuyết khoa học về quá trình xuất hiện của nước và hình thành sự sống trên hành tinh trái đất nhiều nhà khoa học công nhận nhất là thuyết về sự sống được bắt đầu từ những dạng vật thể vô cùng cô đọng, có tỷ trọng cực lớn tồn tại trong khoảng thời gian cách xa đây vô tận. Học thuyết ấy cho rằng khoảng mười lăm đến hai mươi tỷ năm trước đây đã xảy ra 1 vụ nổ lớn (Big Bang). Vụ nổ làm vật thể này tung thành những đám mây khí có nhiệt độ cao vô cùng, hơi nóng và hạt nguyên tử lan truyền khắp nơi. Cùng với thời gian, đám mây khí nguội dần rồi cô đọng thành các thiên thể. Hơn 10 tỷ năm sau vụ Big Bang, tinh vân Ngân Hà được hình thành trong đó có Mặt trời và Trái đất của chúng ta. Khoảng 4,4-4,5 tỷ năm trước đây đã có quả đất với lớp vỏ cứng nằm cách xa mặt trời khoảng 150.000.000 km. Từ thời gian đó, những thay đổi chính đã xuất hiện theo một tỷ lệ tăng dần với thời gian. Khí quyển qủa đất dần hình thành1 (trong phần I) và rồi nước xuất hiện khi băng giá tan chảy trên mặt đất2.
Như vậy, cùng với quá trình hình thành trái đất, khí quyển, thì nước và sự sống cũng hình thành và dần dần xuất hiện trên các yếu tố cấu thành nên môi trường sống của chúng ta.
6.1.2. Tác động và vai trò của nước đối với môi trường [5, 6, 7, 8, 9]
Trong khi hyrdo chỉ là một cấu phần rất nhỏ của toàn bộ quả đất thì nước là một thành phần chính, quan trọng đối với việc tồn tại và phát triển sự sống trên hành tinh. Nước bao phủ 70% bề mặt trái đất (với độ sâu chứa nước từ 0-11 km (độ sâu chứa nước
1: Khi nghiên cứu các lớp ngoài của mặt trời, các hành tinh và các ngôi sao, môi trường giữa các vì sao, tinh vân, sao chổi và các đối tượng khác trong vũ trũ, người ta đã phát hiện ra rằng: trong các đối tượng đó có mặt hầu hết mọi nguyên tố hoá học mà khoa học đã biết. Những nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ là Hydro và Heli. Tổng số các nguyên tử của chúng trong nhiều các vì sao, tinh vân và trong môi trường giữa các ngôi sao lớn gấp trăm ngàn lần so với số nguyên tử của các nguyên tố còn lại. Các nguyên tố C, N, O , Ne, Na, Ca, Ti, Si, Fe... là những nguyên tố phổ biến. Trong vũ trụ các nguyên tố này ở dưới dạng nguyên tử và phân tử, hợp chất của chúng chủ yếu ở trạng thái ion hoá.
2: Nước có mặt làm cho sự sống dần hình thành, cách đây 3 tỷ năm sự sống đầu tiên đã xuất hiện ở biển có dạng như vi khuẩn và tảo ngày nay.
trung bình là 4 km) và có mối quan hệ khăng khít với không khí và đất.
Cả đất, không khí và nước đều là những nơi mà các hoạt động của con người tác động lên rất mạnh mẽ. Chẳng hạn, đất nông nghiệp bị xáo trộn do những thay đổi của đồng cỏ hoặc rừng; hay việc làm tăng các sản phẩm nông nghiệp có thể là nguyên nhân làm giảm lớp phủ thực vật, thay đổi sự thoát hơi nước của cây cối và ảnh hưởng đến điều kiện vi khí hậu. Kết quả là tăng mưa, tăng xói mòn đất, gây tích tụ bùn và phù sa trong nước. Tiếp đó chu trình dinh dưỡng có thể xảy ra với tần xuất cao hơn, dẫn đến thay đổi nồng độ của các chất dinh dưỡng trong lớp nước bề mặt. Cứ như vậy, lần lượt, chúng có thể tác động một cách sâu sắc đến các tính chất hoá học và sinh học của nước.
Mặt khác, nước với những tính chất rất đặc biệt và quý giá của nó mà ta sẽ xét ở chương sau đã là những điều kiện thiết yếu để tạo nên cuộc sống trên hành tinh này3. Nước được coi là dung môi “độc nhất”, dung môi “đa năng” có khả năng hoà tan rất nhiều chất. Thêm nữa, cùng với khả năng bay hơi cao của mình, nước đã đóng vai trò điều khiển sự phong hoá hoá học của đất đá, cung cấp dinh dưỡng cho thực vật và vận chuyển các chất hoá học vào cơ thể sinh vật.
Lịch sử nhân loại đã chỉ ra rằng sự cung cấp nước có mối liên hệ rất mật thiết với nền văn minh, với sự phát triển và diệt vong của nhân loại. Hàng loạt các thành phố và nền văn minh bị biến mất do cạn kiệt nguồn nước dẫn đến sự biến đổi khí hậu, bởi:
- Sự phát triển giao thông và đô thị đã làm tăng các cơn lũ lụt là bởi các cây xanh và đất bị thay thế bằng các công trình xây dựng, các đường cao tốc... Điều đó dẫn đến tăng tốc độ dòng chảy của các dòng nước mưa. Nếu mực nước biển tăng trong các thế kỷ tới như dự báo thì một số vùng thấp ven biển, các vùng đất ngập nước và một số vùng đất trồng sẽ bị nhấn chìm xuống dưới mực nước biển.
- Hàng triệu người trên thế giới, đặc biệt trong các nước đang phát triển bị thiệt mạng do các bệnh từ nước bẩn gây ra. Các bệnh tật được sinh ra theo con đường nước có thể gây chết đến 10% dân số của một thành phố. Chất lượng nước kém do sự ô nhiễm nước ngày càng gia tăng đang đặt ra cho loài người những thử thách nặng nề. Nhiều bệnh dịch do vi khuẩn và vi rút lây nhiễm theo con đường nước đã gây ra những thảm hoạ cho con người như bệnh dịch tả năm 1991-1992 ở Nam Mỹ. Năm 2002, trận lũ trên sông Ngàn Phố (một nhánh nhỏ của sôgn Cả) gây dịch tả, đặc biệt trâu bò chết... Hoặc như, theo thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới, thì trong vòng 24 giờ đồng hồ có đến 13.000 trẻ em dưới 1 tuổi bị chết do nước bẩn, trên 1,5 tỷ người không có nước sạch để uống (số liệu trước năm 1996).
3: Hiện nay chúng ta chỉ mới biết riêng hành tinh của chúng ta là có nước.
- Sự có mặt của các hoá chất độc hại ở các quốc gia phát triển, chất thải hữu cơ clo hoá từ các sản phẩm hoá học công nghiệp, kim loại nặng từ các phân xưởng mạ kim loại, thuốc trừ sâu diệt cỏ, nồng độ muối khoáng tăng ở các cánh đồng nông nghiệp... đã làm xấu đi các tính chất của các nguồn nước. Mặc dù cho đến nay con người đã có nhiều biện pháp tích cực kiểm soát nguồn nước nhưng vẫn chưa thoát khỏi vấn đề ô nhiễm nước.
Nước mà con người dùng được hầu hết là nước ngọt từ nguồn nước bề mặt và nước ngầm. Nguồn nước này đang bị đe doạ nhiễm bẩn và cạn kiệt do việc xả thải và sử dụng thiếu ý thức của con người, cộng thêm với sự gia tăng nhanh dân số thế giới 4. Các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp đều đòi hỏi một lượng nước rất lớn5. Mặt khác mức sống của dân chúng nâng cao cũng đã dẫn đến nước sử dụng cho sinh hoạt tăng lên nhiều lần so với vài ba thập kỷ trước. Cách sử dụng nước ngọt như hiện nay sẽ không thể bền vững nếu dân số toàn Thế giới lên đến 10 tỷ vào năm 2050. Nhiều nơi đã bị thiếu nước trầm trọng. Nói chung tình trạng khan hiếm nước đang dần trở nên hết sức căng thẳng theo thời gian ở những địa điểm nhất định. Trong những vùng khô hạn và các miền duyên hải hiện trạng thiếu nước cũng như nước bị nhiễm mặn đang là mối lo ngại buộc chúng ta cần sớm tìm ra các giải pháp hợp lý.
Nước tham gia vào mọi quá trình xảy ra trên trái đất như địa mạo, địa hoá, xói mòn làm cho trên bề mặt trái đất hình thành nên các sông, suối, đồng bằng... Nước trong khí quyển được coi là lớp áo giáp bảo vệ quả đất khỏi bị giá lạnh và điều hoà khí hậu, bởi vì nước có khả năng lưu giữ và ổn nhiệt tốt hơn mặt đất và không khí.
Nước có ý nghĩa đặc biệt đối với mọi quá trình sinh học, nó là thành phần chính của mọi vật thể sống. Trung bình trong một cơ thể sống, nước chiếm 80%. Trong các động vật bậc cao, nước chiếm 60-70% trọng lượng cơ thể; các sinh vật biển như sứa và một số loài tảo, nước chiếm một tỷ lệ rất cao khoảng 98% trọng lượng cơ thể. Nhưng vi khuẩn ở trạng thái bào tử hoặc sinh khí lơ lửng mà bền vững thì hàm lượng nước chỉ là
50%. Đối với con người, nước chiếm khoảng 70% trọng lượng cơ thể 6. Trong
4: DSTG tăng gấp đôi từ 2,5 tỷ năm 1950 đến 5,0 tỷ năm 1987. Theo dự kiến của LHQ nếu độ mắn ổn định ở mức 2,5 con thì vào năm 2050 DSTG sẽ đạt 28 tỷ (một viễn cảnh xấu nhất), nếu độ mắn thấp hơn ở mức 1,7 con DSTG sẽ đạt 7,8 tỷ.
5: Ở hầu hết các nước,việc tưới tiêu trong nông nghiệp là nguồn tiêu thụ nước chính, chiếm khoảng 70% lượng nước rút ra trên thế giới, nhưng chỉ < 40% nước tưới tiêu được dùng để phát triển mùa màng, phần còn lại là lãng phí.
6: Trong cơ thể con người nước có trong sinh chất của các mô và tế bào (từ 20% trong xương đến 85% trong tế bào não). Người có trọng lượng trung bình nước chiếm 72,5% trọng lượng cơ thể, trong đó trong tế bào là 26,5% và ngoài tế bào là 46%.
cơ thể sinh vật, nước đóng vai trò như một dung môi để thực hiện quá trình trao đổi chất và năng lượng. Ngoài thiên nhiên, thuỷ sinh vật sống trong nước coi nước như là giá thể để cư trú, di chuyển và tìm kiếm thức ăn. Nước là tấm vỏ bọc bảo vệ rất an toàn cho thuỷ sinh vật tránh các thay đổi đột ngột của thời tiết khắc nghiệt trên cạn hoặc các tia bức xạ nguy hiểm từ vũ trụ và mặt trời.
Tóm lại, nước có mặt ở tất cả các quyển của trái đất như khí quyển, thuỷ quyển, địa quyển, sinh quyển và nó đóng vai trò vô cùng quan trọng trong sự phát triển của tự nhiên và đời sống trên hành tinh chúng ta. Vì vậy sự hiểu biết về nước, về tính chất lý, hoá học cũng như sự tồn tại và vận chuyển của nước trong môi trường là cơ sở để giải quyết những tác động xấu do nước gây ra.
6.1.3. Lượng nước, sự phân bố và tiêu thụ nước trên trái đất [5, 6]
Nước là một thành phần cơ bản và quan trọng của môi trường sống mà sự có mặt của nó làm nên một quyển trên trái đất đó là thuỷ quyển. Thuỷ quyển bao gồm toàn bộ các dạng chứa nước trên hành tinh của chúng ta. Đó là: đại dương, biển, sông, hồ, suối, các tảng băng và nước ngầm .v.v.
Toàn bộ lượng nước trên trái đất có khoảng 1.400 x 109 km3, trong đó khoảng 97% lượng nước toàn cầu là ở đại dương và biển. Tuy nhiên do hàm lượng muối cao nên nước ở đây không được sử dụng cho nhu cầu của con người. Trong phần nước còn lại thì phần lớn lại nằm đóng băng ở 2 đầu cực và các tảng băng (chiếm khoảng 2% tổng lượng nước - TLN). Lượng nước này che phủ khoảng 10% bề mặt trái đất hiện tại. Như vậy, chỉ còn khoảng 0,6% nước ngọt bao gồm cả nước bề mặt và nước ngầm là có thể sử dụng được. Trong tổng lượng nước đó, con người thực sự chỉ sử dụng khoảng 0,3% dưới dạng nước ngọt phục vụ các mục đích khác nhau của mình. Ngoài ra nước còn được phân bố trong khí quyển dưới dạng hơi nước khoảng 0,001% TLN.
Bảng 6.1. Sự phân bố nước trong các dạng chứa nước trên trái đất
Stt
Phân bố
%
Thể tích x 1017kg
1
Biển và đại dương
97,000
13.700,000
2
Băng hai cực
2,000
165,000
3
Nước ngầm đến độ sâu 750 m
Nước ngầm đến độ sâu 4.000 m
0,500
42,000
95,000
4
Sông, hồ...
0,010
1,300
5
Khí quyển
0,001
0,105
Phần nước ngọt trên trái đất được phân bố theo hình sau:
Hình 6.1. Sơ đồ biểu diễn sự phân bố nước ngọt
Hiện tại, lượng nước dùng cho các nơi tiêu thụ chính là: cho thuỷ lợi (30%), các nhà máy nhiệt điện (50%), dùng cho sinh hoạt (7%) và tiêu thụ của các ngành công nghiệp (12%)... Chúng ta đều biết rằng, trung bình mỗi người cần 2 lít nước cho việc ăn uống của họ hàng ngày. Lượng nước này tiêu thụ nhiều hay ít thường tuỳ thuộc vào vùng khí hậu, vị trí địa lý và cơ địa từng người. Nó thường tăng lên đến 3-4 lít đối với những đất nước có khí hậu nóng, tuy nhiên so với nước sử dụng cho sinh hoạt thì nó thường không đáng kể lắm. Lượng nước sinh hoạt có thể thay đổi từ vài lít ngày trong các quốc gia không có dịch vụ cấp nước công cộng và có tập quán gia đình thấp đến vài trăm lít ngày trong những nước phát triển. Nói chung, khoảng 2/3 số dân trên thế giới sử dụng trung bình 140 lít nước ngày. (Theo thống kê...)
Về tiêu thụ và sử dụng nước ở Việt Nam: là nước đông dân, đất canh tác ít, diện tích canh tác tương đương Trung Quốc, nhưng thua các nước trong khu vực và Thế giới. Mức cho thủy lợi và tưới tiêu đạt 3% (thập kỷ 1970) giảm dần xuống 2% (thập kỷ 1980) và nay tăng trưởng dần lên thứ 6 Thế giới về sử dụng nước (91,4 tỷ m3) và sử dụng theo đầu người 1,184 m3/người (năm 1995). (Theo Nguyễn Tiến Đạt – Dự báo sử dụng nước ở Việt Nam – Cương trình KC-12)
Bảng 6.2. Phân phối nước sinh hoạt
Địa phương
Phân phối
Lượng nước được phân phối (lít/ngđ)
Min.-Max.
Trung bình
Thành phố
Trong các gia đình
Vòi lấy nước chữa cháy
70-250
25-70
140
40
Nông thôn
Trong nhà hoặc vòi lấy nước chữa cháy
25-70
40
Một nhóm tiêu thụ nước thứ ba có thể được thêm vào đây bao gồm các cơ quan, công ty và các dịch vụ công cộng khác nhau như trường học, bệnh viện, bể bơi, quét đường.... Ngoài ra, một số ngành công nghiệp cũng sử dụng nước cấp công cộng. Nhóm này thường sử dụng một lượng nước cấp lớn.
Cuối cùng phải kể đến cả lượng nước bị thất thoát trong quá trình sử dụng. Sản lượng nước của một hệ thống phân phối được xác định qua mối quan hệ giữa thể tích nước mà người tiêu dùng nhận được với lượng nước được đưa ra khỏi nhà máy. Một hệ thống tốt thì sản lượng phải đạt 80%. Ở Pháp 50% các hệ thống có sản lượng < 70%, trong đó 25% các hệ thống có sản lượng < 60% (Lyonnaise des Handbook).
Bảng 6.3. Nhu cầu về nước của các đối tượng khác nhau
Địa phương
Nước(m3)/người, năm
Địa phương
Nước(m3)/người, năm
Dân nông thôn
12-15
Pari
150
Nhà chung vách
110
Lyon
140
Căn hộ
- Bình dân
- Tiện nghi
60
200
New York
Cơ quan
500
25
Bảng (6.3) trên đây trình bày những thay đổi trong nhu cầu về nước ở những lối sống khác nhau.
Hiện nay, tại Mỹ, lượng nước sử dụng bình quân là khoảng 1,6 x109 m3/ngày; hay nói một cách khác bằng khoảng 10% tổng lượng nước mưa rơi trên mặt đất. Lượng nước sử dụng cho nông nghiệp và công nghiệp chiếm xấp xỉ 46% tổng lượng nước tiêu thụ7. Lượng tiêu thụ cho đô thị chiếm 8% tổng lượng nước.
Một vấn đề chính liên quan đến sự cấp nước toàn cầu là sự phân bố không đều của nó theo thời gian và khu vực của các vùng trái đất. Sự phân bố không đều này phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố khí hậu là bức xạ và mưa. Mặc dù, lượng mưa trung bình hàng năm trên toàn bộ lục địa là 700 mm, nhưng vẫn có những thay đổi trong một khoảng rộng giữa các vùng khác nhau cả về tổng lượng mưa và cả về mùa mưa. Chẳng hạn, ở vùng sa mạc Atacama-Chi lê lượng mưa là 0,0 mm/năm, trong khi đó lượng mưa ở vùng Cherrapunji-Ấn độ lượng mưa là 26 x103 mm/năm. Lượng mưa bình quân nhiều
7: Đầu thế kỷ 20 lượng nước dùng cho nông nghiệp chỉ vào khoảng 500 tỷ m3, dự kiến năm 2000 là 3.300 tỷ m3 ,lượng nước sinh hoạt tăng vào khoảng từ 20 tỷ sẽ lên 400 tỷ m3.
năm ở Việt Nam tương đối lớn1.957mm, ở những trung tâm mưa lượng mưa rất lớn, Ví dụ Bắc Quang (Cao Bằng) 5.000mm, Bạch Mã (đèo Hải Vân) 8.000mm (GS. Ngô Đình Tuấn). Đặc biệt lượng mưa ngày cực lớn ví dụ trận mưa năm 1999 ở Huế 1.430mm. Một số quốc gia có đủ nước mưa hàng năm nhưng hầu hết lại nhận được chúng trong cùng một thời gian, ví dụ như Ấn độ, 90% lượng mưa hàng năm đổ vào tháng 7-9. Nhưng cơn mưa lớn kéo dài này làm ngập đất, lấy đi các chất dinh dưỡng của đất, làm trôi các lớp đất mặt và cây trồng. Nó là nguyên nhân của những trận lụt đồng bằng. Hoặc như, ở Anh, giá trị mưa trung bình cho những vùng đất thấp là 500 mm/năm, trong khi đó vùng phía Tây là 2.500 mm/năm 8.
Ở các vùng vĩ độ cao, nhiệt độ thấp, mùa nhiều nước là mùa xuân, đó là lúc băng tuyết tích luỹ được trong suốt mùa đông bị tan chảy khi thời tiết ấm lên. Lượng dòng chảy trong mùa này lớn hay nhỏ phụ thuộc vào lượng nước trữ được trên lưu vực và vào lượng mưa trong thời kỳ tuyết tan. Mức độ tập trung của dòng chảy và độ dài của mùa phụ thuộc vào trường nhiệt và cường độ bức xạ của khu vực. Mùa ít nước còn gọi là mùa cạn (khô), lượng dòng chảy trong mùa chủ yếu được cung cấp nhờ nguồn nước ngầm nên nhỏ và ổn định hơn dòng chảy mùa lũ.
Trong các vùng vĩ độ thấp và trung bình, nhiệt độ cao, mùa nhiều nước gọi là mùa lũ. Dòng chảy trong mùa lũ chủ yếu do mưa cung cấp. Do đó thời gian xuất hiện lũ và độ