น้ำผิวดิน

น้ำผิวดินได้แก่น้ำในแม่น้ำลำคลอง ทะเลสาบและในพื้นที่ชุ่มน้ำที่เป็นน้ำจืด ปกติน้ำผิวดินจะได้รับการเติมจากฝนหรือหิมะ และจะหายไปตามธรรมชาติด้วยการระเหย 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

น้ำใต้ผิวดิน

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

มีวิธีการหลายแบบที่มีผู้คิดขึ้นเพื่อใช้ประโยชน์จากภูเขาน้ำแข็งเพื่อนำน้ำมาทำเป็นแหล่งน้ำจืด แต่ถึงปัจจุบันความพยายามนี้ก้ยังคงอยู่ในสภาวะขั้นการคิดต้นเพื่อความแปลกใหม่

น้ำที่ละลายไหลจากภูเขาน้ำแข็งถือเป็นน้ำผิวดิน