น้ำใต้ดินคือน้ำที่อยู่ใต้ พื้นผิว โลก ใน ช่องว่างของหินและ ดิน และในรอยแตกของชั้นหินประมาณร้อยละ 30 ของน้ำจืด ที่พร้อมใช้งานทั้งหมด ในโลกคือน้ำใต้ดิน^{[ 1 ]}หน่วยของหินหรือตะกอนที่ไม่แข็งตัวเรียกว่าชั้นหินอุ้มน้ำเมื่อสามารถให้น้ำในปริมาณที่ใช้ได้ ความลึกที่ ช่องว่าง ของดินหรือรอยแตกและช่องว่างในหินอิ่มตัวด้วยน้ำอย่างสมบูรณ์เรียกว่าระดับน้ำใต้ดินน้ำใต้ดินได้รับการเติมเต็มจากผิวดิน อาจไหลออกจากผิวดินตามธรรมชาติที่น้ำพุและแหล่งน้ำซึมและสามารถก่อตัวเป็นโอเอซิสหรือพื้นที่ชุ่มน้ำได้ น้ำใต้ดินมักถูกดึงออกมาใช้เพื่อการเกษตร เทศบาล และอุตสาหกรรมโดยการสร้างและดำเนินการบ่อ สูบน้ำ การศึกษาเกี่ยวกับการกระจายและการเคลื่อนที่ของน้ำใต้ดินเรียก ว่า อุทกธรณีวิทยาหรือ เรียกอีกอย่างว่า อุทกวิทยาของน้ำใต้ดิน

โดยทั่วไปแล้ว น้ำใต้ดินมักถูกมองว่าเป็นน้ำที่ไหลผ่านชั้นหินอุ้มน้ำตื้นๆ แต่ในทางเทคนิคแล้ว น้ำใต้ดินยังอาจประกอบด้วยความชื้นในดิน ดินเยือกแข็งน้ำที่ไม่เคลื่อนที่ในชั้นหิน ที่มีการซึมผ่านต่ำมาก และ น้ำจากแหล่ง ความร้อนใต้พิภพหรือแหล่งน้ำมัน ที่อยู่ลึก น้ำใต้ดินถูกตั้งสมมติฐานว่าทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นซึ่งอาจส่งผลต่อการเคลื่อนตัวของรอยเลื่อนเป็นไปได้ว่า ใต้พื้นผิว โลก ส่วนใหญ่ มีน้ำอยู่ ซึ่งอาจผสมกับของเหลวอื่นๆ ในบางกรณี

น้ำบาดาลมักมีราคาถูกกว่า สะดวกกว่า และมีความเสี่ยงต่อมลพิษ น้อย กว่าน้ำผิวดินดังนั้นจึงนิยมใช้เป็น แหล่ง น้ำดื่ม สาธารณะ ตัวอย่างเช่น น้ำบาดาลเป็นแหล่งกักเก็บน้ำที่ใช้ได้มากที่สุดในสหรัฐอเมริกาและรัฐแคลิฟอร์เนียสูบน้ำบาดาลมากที่สุดในแต่ละปีเมื่อเทียบกับรัฐอื่นๆ^{[ 2 ]}แหล่งกักเก็บน้ำใต้ดินมีปริมาณน้ำมากกว่าความจุของแหล่งกักเก็บน้ำผิวดินและทะเลสาบทั้งหมดในสหรัฐอเมริกา รวมถึงทะเลสาบใหญ่ทั้งห้า (Great Lakes ) ด้วย แหล่งน้ำประปาของเทศบาลหลายแห่งมาจากน้ำบาดาลเพียงอย่างเดียว^{[ 3 ]}ทั่วโลกมีผู้คนกว่า 2 พันล้านคนพึ่งพาน้ำบาดาลเป็นแหล่งน้ำหลัก^{[ 4 ]}

การใช้ประโยชน์จากน้ำบาดาลของมนุษย์ก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่นน้ำบาดาลที่ปนเปื้อนนั้นมองเห็นได้ยากกว่าและทำความสะอาดได้ยากกว่ามลพิษในแม่น้ำและทะเลสาบ มลพิษในน้ำบาดาลส่วนใหญ่มักเกิดจากการทิ้งขยะบนบกอย่างไม่เหมาะสม แหล่งที่มาหลัก ได้แก่ สารเคมี จากอุตสาหกรรมและครัวเรือนและหลุมฝังกลบขยะ ปุ๋ยและยาฆ่าแมลงที่ใช้ในการเกษตร มากเกินไป บ่อบำบัดน้ำเสีย จากอุตสาหกรรม กากแร่และน้ำเสีย จากกระบวนการผลิตจากเหมืองแร่ การขุดเจาะน้ำมันด้วยวิธีแฟรกกิ้ง บ่อเกลือในแหล่งน้ำมัน ถังเก็บน้ำมันใต้ดินและท่อส่งน้ำมัน ที่รั่วซึม กากตะกอนจากระบบ บำบัดน้ำเสียและระบบบำบัด น้ำเสียแบบบ่อเกรอะ นอกจากนี้ น้ำบาดาลยังเสี่ยงต่อการรุกของน้ำเค็มในพื้นที่ชายฝั่ง และอาจทำให้พื้นดินทรุดตัวเมื่อมีการสูบน้ำอย่างไม่ยั่งยืน ส่งผลให้เมืองต่างๆ จมลง (เช่นกรุงเทพฯ ) และระดับความสูงลดลง (เช่น ระดับความสูง ที่ลดลงหลายเมตรในหุบเขากลางของแคลิฟอร์เนีย ) ปัญหาเหล่านี้มีความซับซ้อนมากขึ้นจากการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลและผลกระทบอื่นๆ ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผลกระทบ ต่อ วัฏจักรของน้ำ แกนเอียงของโลกเปลี่ยนไป 31 นิ้วเนื่องจากการสูบน้ำบาดาลของมนุษย์^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

น้ำใต้ดินคือน้ำจืดที่อยู่ในช่องว่างใต้ผิวดินของดินและหินนอกจากนี้ยังเป็นน้ำที่ไหลอยู่ภายในชั้นหินอุ้มน้ำใต้ระดับน้ำใต้ดินบางครั้งการแยกแยะระหว่างน้ำใต้ดินที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับน้ำผิวดินและน้ำใต้ดินลึกในชั้นหินอุ้มน้ำ (เรียกว่า " น้ำฟอสซิล " หากซึมลงสู่พื้นดินเมื่อหลายพันปีก่อน^{[ 8 ]} ) ก็เป็นประโยชน์

น้ำใต้ดินสามารถพิจารณาได้ในแง่เดียวกับน้ำผิวดินคือ การป้อนเข้า การป้อนออก และการกักเก็บ การป้อนเข้าตามธรรมชาติของน้ำใต้ดินคือการซึมจากน้ำผิวดิน ซึ่งจะต้องซึมลงไปด้านล่างเพื่อไปถึงน้ำใต้ดิน การป้อนออกตามธรรมชาติของน้ำใต้ดินคือน้ำพุและการซึมลงสู่มหาสมุทร^{[ 9 ]} การกักเก็บน้ำใต้ดินอาจมีขนาดใหญ่กว่า (ในปริมาตร) เมื่อเทียบกับการป้อนเข้ามากกว่าน้ำผิวดิน และมีอัตราการหมุนเวียนที่ช้ากว่า แม้ว่าสิ่งนี้จะขึ้นอยู่กับลักษณะของชั้นหินอุ้มน้ำก็ตาม^{[ 10 ]} ความแตกต่างนี้ทำให้มนุษย์สามารถใช้น้ำใต้ดินอย่างไม่ยั่งยืนได้เป็นเวลานานโดยไม่มีผลกระทบรุนแรง อย่างไรก็ตาม ในระยะยาว อัตราการซึมเฉลี่ยเหนือแหล่งน้ำใต้ดินบวกกับการป้อนเข้าจากลำธารเป็นขีดจำกัดสูงสุดสำหรับการบริโภคน้ำโดยเฉลี่ยจากแหล่งนั้น^{[ 11 ] [ 12 ]}

น้ำใต้ดินจะได้รับการเติมเต็มตามธรรมชาติจากน้ำผิวดินจากปริมาณน้ำฝนลำธารและแม่น้ำเมื่อการเติมน้ำ นี้ ไปถึงระดับน้ำใต้ดิน^{[ 13 ]}

น้ำใต้ดินสามารถเป็น ' แหล่งกักเก็บ ' ระยะยาวของวัฏจักรน้ำตามธรรมชาติ (โดยมีระยะเวลาการคงอยู่ตั้งแต่หลายวันถึงหลายพันปี) ^{[ 14 ] [ 15 ]}ซึ่งแตกต่างจากแหล่งกักเก็บน้ำระยะสั้น เช่น บรรยากาศและน้ำผิวดินจืด (ซึ่งมีระยะเวลาการคงอยู่ตั้งแต่ไม่กี่นาทีถึงหลายปี) น้ำใต้ดินลึก (ซึ่งอยู่ค่อนข้างไกลจากแหล่งเติมน้ำผิวดิน) อาจใช้เวลานานมากในการทำให้วัฏจักรตามธรรมชาติเสร็จสมบูรณ์

แอ่งน้ำบาดาลขนาดใหญ่ในภาคกลางและภาคตะวันออกของออสเตรเลียเป็นหนึ่งในระบบแหล่งน้ำบาดาลแบบปิดที่ใหญ่ที่สุดในโลก ครอบคลุมพื้นที่เกือบ 2 ล้านตารางกิโลเมตร^โดยการวิเคราะห์ธาตุต่างๆ ในน้ำที่สูบจากใต้ดินลึกนักอุทกธรณีวิทยาได้ระบุว่า น้ำที่สูบจากแหล่งน้ำบาดาลเหล่านี้อาจมีอายุมากกว่า 1 ล้านปี

จากการเปรียบเทียบอายุของน้ำบาดาลที่ได้จากส่วนต่างๆ ของแอ่งน้ำบาดาลขนาดใหญ่ นักอุทกธรณีวิทยาพบว่าอายุของน้ำบาดาลเพิ่มขึ้นตามความยาวของแอ่ง โดยบริเวณที่น้ำไหลเข้าสู่ชั้นหินอุ้มน้ำตามแนวสันปันน้ำตะวันออก น้ำบาดาล จะมีอายุน้อย เมื่อน้ำบาดาลไหลไปทางทิศตะวันตกข้ามทวีป อายุของน้ำบาดาลจะเพิ่มขึ้น โดยน้ำบาดาลที่เก่าแก่ที่สุดจะพบในส่วนตะวันตก นั่นหมายความว่า เพื่อให้น้ำบาดาลไหลผ่านแอ่งน้ำบาดาลขนาดใหญ่เป็นระยะทางเกือบ 1,000 กิโลเมตรจากแหล่งเติมน้ำในระยะเวลา 1 ล้านปี น้ำบาดาลจะไหลด้วยอัตราเฉลี่ยประมาณ 1 เมตรต่อปี

ชั้นหินอุ้มน้ำคือชั้นใต้ดินที่มี วัสดุกักเก็บ น้ำซึ่งประกอบด้วย หิน ที่มีรูพรุน หรือ หินแตก หรือวัสดุที่ไม่แข็งตัว ( กรวดทรายหรือตะกอน ) ^{[ 18 ]}ชั้นหินอุ้มน้ำมีลักษณะแตกต่างกันอย่างมาก การศึกษาการไหลของน้ำในชั้นหินอุ้มน้ำและลักษณะเฉพาะของชั้นหินอุ้มน้ำเรียกว่าอุทกธรณีวิทยาแนวคิดที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ ชั้นหินกันน้ำซึม ซึ่งเป็นชั้นที่มีการซึมผ่านต่ำตามแนวชั้นหินอุ้มน้ำ และชั้นหินกันน้ำซึม (หรือชั้นหินหนืด ) ซึ่งเป็นบริเวณแข็งและไม่สามารถซึมผ่านได้อยู่ใต้หรือเหนือชั้นหินอุ้มน้ำ ความดันของชั้นหินหนืดนี้อาจนำไปสู่การก่อตัวของชั้นหินอุ้มน้ำแบบปิด ชั้นหินอุ้มน้ำสามารถจำแนกได้เป็นแบบอิ่มตัวหรือไม่อิ่มตัว ชั้นหินอุ้มน้ำหรือไม่อิ่มตัว แบบปิดหรือไม่ปิด แบบไอโซโทรปิกหรือไม่ไอโซโทรปิก และแบบมีรูพรุน แบบคาร์สต์แบบแตก หรือแบบข้ามพรมแดน

ความจุความร้อนจำเพาะสูงของน้ำและคุณสมบัติการเป็นฉนวนของดินและหินสามารถช่วยลดผลกระทบจากสภาพภูมิอากาศและรักษาระดับอุณหภูมิของน้ำใต้ดินให้คงที่ได้ในบางพื้นที่ที่อุณหภูมิของน้ำใต้ดินคงที่อยู่ที่ประมาณ 10 องศาเซลเซียส (50 องศาฟาเรนไฮต์) ด้วยคุณสมบัตินี้ น้ำใต้ดินสามารถนำมาใช้ควบคุมอุณหภูมิภายในอาคารบนพื้นผิวได้ ตัวอย่างเช่น ในช่วงอากาศร้อน น้ำใต้ดินที่ค่อนข้างเย็นสามารถสูบผ่านหม้อน้ำในบ้านแล้วส่งกลับลงสู่พื้นดินในบ่ออีกแห่งหนึ่งได้ ในช่วงฤดูหนาว เนื่องจากน้ำค่อนข้างอุ่น จึงสามารถใช้น้ำในลักษณะเดียวกันเป็นแหล่งความร้อนสำหรับปั๊มความร้อนซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าการใช้อากาศมาก

น้ำใต้ดินคิดเป็นประมาณร้อยละ 30 ของปริมาณ น้ำจืดทั่วโลกซึ่งคิดเป็นประมาณร้อยละ 0.76 ของน้ำทั้งหมดทั่วโลก รวมทั้งมหาสมุทรและน้ำแข็งถาวร^{[ 19 ] [ 20 ]}ประมาณร้อยละ 99 ของน้ำจืดเหลวทั่วโลกเป็นน้ำใต้ดิน^{[ 21 ]}ปริมาณน้ำใต้ดินทั่วโลกโดยประมาณเท่ากับปริมาณน้ำจืดทั้งหมดที่เก็บไว้ในหิมะและน้ำแข็ง รวมถึงขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ ทำให้เป็นทรัพยากรที่สำคัญที่สามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บตามธรรมชาติที่สามารถช่วยลดปัญหาการขาดแคลนน้ำผิวดิน ได้ เช่น ในช่วงเวลาที่เกิดภัยแล้ง^{[ 22 ]}

ปริมาณน้ำใต้ดินในชั้นหินอุ้มน้ำสามารถประมาณได้โดยการวัดระดับน้ำในบ่อในพื้นที่และโดยการตรวจสอบบันทึกทางธรณีวิทยาจากการเจาะบ่อเพื่อกำหนดขอบเขต ความลึก และความหนาของตะกอนและหินที่มีน้ำ ก่อนที่จะลงทุนในบ่อผลิต อาจมีการเจาะบ่อทดสอบเพื่อวัดความลึกที่พบน้ำและเก็บตัวอย่างดิน หิน และน้ำเพื่อนำไปวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ สามารถทำการทดสอบการสูบน้ำในบ่อทดสอบเพื่อกำหนดลักษณะการไหลของชั้นหินอุ้มน้ำได้^{[ 3 ]}

ลักษณะของชั้นหินอุ้มน้ำแตกต่างกันไปตามธรณีวิทยา โครงสร้างของพื้นดิน และลักษณะภูมิประเทศที่พบ โดยทั่วไปแล้ว ชั้นหินอุ้มน้ำที่มีปริมาณน้ำมากมักพบในชั้นหินตะกอน ในทางตรงกันข้าม หินผลึกที่ผุพังและแตกหักจะให้ปริมาณน้ำบาดาลน้อยกว่าในหลายสภาพแวดล้อม วัสดุตะกอนน้ำพาที่ไม่แข็งตัวหรือแข็งตัวน้อย ซึ่งสะสมตัวเป็น ตะกอนถม หุบเขาในหุบเขาแม่น้ำสายหลักและแอ่งโครงสร้างที่ทรุดตัวทางธรณีวิทยา จัดเป็นแหล่งน้ำบาดาลที่มีปริมาณน้ำมากที่สุดแหล่งหนึ่ง

การไหลของของเหลวสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยา ที่แตกต่างกัน โดยการเสียรูปเปราะของหินในเขตแนวรอยเลื่อนกลไกที่ทำให้เกิดสิ่งนี้เป็นหัวข้อของอุทกธรณีวิทยาเขตแนวรอยเลื่อน^{[ 23 ]}

การพึ่งพาน้ำบาดาลจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ส่วนใหญ่เนื่องมาจากความต้องการน้ำที่เพิ่มขึ้นจากทุกภาคส่วน ประกอบกับความผันแปรของรูปแบบปริมาณน้ำฝนที่เพิ่มขึ้น [ ^{24 ] การ}ใช้น้ำบาดาลอย่างปลอดภัยนั้นแตกต่างกันอย่างมากตามองค์ประกอบที่มีอยู่และกรณีการใช้งาน โดยมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการบริโภคของมนุษย์ ปศุสัตว์ และพืชผลต่างๆ^{[ 25 ]}

น้ำบาดาลเป็นแหล่งน้ำจืดที่เข้าถึงได้มากที่สุดทั่วโลก รวมถึงใช้เป็นน้ำดื่ม น้ำเพื่อการชลประทานและน้ำสำหรับอุตสาหกรรม น้ำบาดาลคิดเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของน้ำดื่มทั่วโลก ร้อยละ 40 ของน้ำเพื่อการชลประทาน และร้อยละ 1 ใน 3 ของน้ำสำหรับใช้ในอุตสาหกรรม^{[ 21 ]}

การประมาณการอีกประการหนึ่งระบุว่าทั่วโลกน้ำบาดาลคิดเป็นประมาณหนึ่งในสามของการใช้น้ำ ทั้งหมด และน้ำผิวดินคิดเป็นอีกสองในสาม^{[ 26 ] : 21} น้ำบาดาลเป็นแหล่งน้ำดื่มสำหรับประชากรโลกอย่างน้อย 50% ^{[ 27 ]}ประมาณ 2.5 พันล้านคนพึ่งพาน้ำบาดาลเพียงอย่างเดียวเพื่อตอบสนองความต้องการน้ำขั้นพื้นฐานในชีวิตประจำวัน^{[ 27 ]}

มีการตีพิมพ์ประมาณการที่คล้ายกันในปี 2021 ซึ่งระบุว่า "คาดว่าน้ำใต้ดินจะจัดหาน้ำจืดได้ระหว่างหนึ่งในสี่ถึงหนึ่งในสามของปริมาณการใช้น้ำจืดประจำปีของโลกเพื่อตอบสนองความต้องการทางการเกษตร อุตสาหกรรม และครัวเรือน" ^{[ 28 ] : 1091}

ปริมาณการใช้น้ำจืดทั่วโลกน่าจะอยู่ที่ประมาณ 600 ลูกบาศก์กิโลเมตร^ต่อปีในปี 1900 และเพิ่มขึ้นเป็น 3,880 ลูกบาศก์กิโลเมตร^ต่อปีในปี 2017 อัตราการเพิ่มขึ้นนั้นสูงเป็นพิเศษ (ประมาณ 3% ต่อปี) ในช่วงปี 1950–1980 ส่วนหนึ่งเนื่องมาจากอัตราการเติบโตของประชากรที่สูงขึ้น และส่วนหนึ่งเนื่องมาจากการพัฒนาแหล่งน้ำใต้ดินที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อการชลประทาน อัตราการเพิ่มขึ้น (ณ ปี 2022) อยู่ที่ประมาณ 1% ต่อปี ซึ่งสอดคล้องกับอัตราการเติบโตของประชากรในปัจจุบัน^{[ 24 ] : 15}

การลดลงของน้ำใต้ดินทั่วโลกได้รับการคำนวณว่าอยู่ระหว่าง 100 ถึง 300 ลูกบาศก์กิโลเมตร^ต่อปี การลดลงนี้ส่วนใหญ่เกิดจาก "การขยายการเกษตรแบบชลประทานในพื้นที่แห้งแล้ง " ^{[ 28 ] : 1091}

ภูมิภาค เอเชียแปซิฟิกเป็นแหล่งสูบน้ำบาดาลที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยมี 7 ใน 10 ประเทศที่สูบน้ำบาดาลมากที่สุด (บังกลาเทศ จีน อินเดีย อินโดนีเซีย อิหร่าน ปากีสถาน และตุรกี) ประเทศเหล่านี้คิดเป็นสัดส่วนประมาณ 60% ของการสูบน้ำบาดาลทั้งหมดของโลก^{[ 24 ] : 6}

น้ำบาดาลอาจเป็นแหล่งน้ำที่ปลอดภัยหรือไม่ปลอดภัยก็ได้ ในความเป็นจริง มีความไม่แน่นอนอย่างมากเกี่ยวกับน้ำบาดาลในบริบททางอุทกธรณีวิทยาที่แตกต่างกัน การมีสารปนเปื้อนอย่างแพร่หลาย เช่นสารหนู ฟลูออไรด์และความเค็มสามารถลดความเหมาะสมของน้ำบาดาลในฐานะแหล่งน้ำดื่มได้ สารหนูและฟลูออไรด์ได้รับการพิจารณาว่าเป็นสารปนเปื้อนที่มีความสำคัญในระดับโลก แม้ว่าสารเคมีที่มีความสำคัญจะแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ^{[ 27 ]}

คุณสมบัติทาง อุทกธรณีวิทยามีความหลากหลายมากด้วยเหตุนี้ ความเค็มของน้ำใต้ดินจึงมักมีความแปรปรวนสูงในแต่ละพื้นที่ ซึ่งส่งผลให้ความเสี่ยงด้านความมั่นคงของน้ำใต้ดินมีความแปรปรวนสูงแม้ในภูมิภาคเดียวกัน^{[ 27 ]}ความเค็มในน้ำใต้ดินทำให้น้ำไม่น่าดื่มและใช้ไม่ได้ และมักจะรุนแรงที่สุดในพื้นที่ชายฝั่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากการรุกของน้ำเค็มจากการใช้งานมากเกินไป ซึ่งเห็นได้ชัดในบังกลาเทศ อินเดียตะวันออกและตะวันตก และประเทศเกาะหลายแห่ง^{[ 27 ]}

เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศน้ำใต้ดินจึงอุ่นขึ้น อุณหภูมิของ น้ำใต้ดิน ในเวียนนาเพิ่มขึ้น 0.9 องศาเซลเซียสระหว่างปี 2001 ถึง 2010 และเพิ่มขึ้น 1.4 องศาเซลเซียสระหว่างปี 2011 ถึง 2020 ^{[ 29 ]}ในโครงการวิจัยร่วม นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีคาร์ลสรูห์ (KIT) และมหาวิทยาลัยเวียนนาได้พยายามหาปริมาณ การสูญเสีย น้ำดื่มที่คาดว่าจะเกิดขึ้นเนื่องจากน้ำใต้ดินอุ่นขึ้นจนถึงสิ้นศตวรรษนี้^{[ 30 ]}นักวิจัยเหล่านี้เน้นย้ำว่ารูปแบบการอุ่นขึ้นของน้ำใต้ดินตื้นในระดับภูมิภาคแตกต่างกันอย่างมากเนื่องจากความแปรปรวนเชิงพื้นที่ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและความลึกของระดับน้ำใต้ดิน และเขียนว่าในปัจจุบันเรายังขาดความรู้เกี่ยวกับการตอบสนองของน้ำใต้ดินต่ออุณหภูมิพื้นผิวที่สูงขึ้นในระดับเชิงพื้นที่และเวลา^{[ 31 ]}อย่างไรก็ตาม การศึกษาของพวกเขาแสดงให้เห็นว่า หากปฏิบัติตามเส้นทางการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ในระดับปานกลาง ในปี 2100 คาดว่าจะมีประชากรระหว่าง 77 ล้านถึง 188 ล้านคนอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิน้ำใต้ดินสูงเกินเกณฑ์สูงสุดสำหรับอุณหภูมิน้ำดื่ม (DWT) ที่กำหนดโดยประเทศใดประเทศหนึ่ง^{[ 31 ]}

ระบบประปาสำหรับเทศบาลและอุตสาหกรรมได้มาจากบ่อน้ำขนาดใหญ่ บ่อน้ำหลายแห่งสำหรับแหล่งน้ำเดียวเรียกว่า "แหล่งน้ำบ่อ" ซึ่งอาจดึงน้ำจากชั้นหินอุ้มน้ำแบบปิดหรือแบบเปิด การใช้น้ำบาดาลจากชั้นหินอุ้มน้ำลึกแบบปิดจะช่วยป้องกันการปนเปื้อนจากน้ำผิวดินได้ดีกว่า บ่อน้ำบางแห่งเรียกว่า "บ่อน้ำเก็บน้ำ" ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อกระตุ้นให้น้ำผิวดิน (โดยปกติคือน้ำจากแม่น้ำ) ซึมลงสู่ใต้ดิน

ชั้นหินอุ้มน้ำที่ให้แหล่งน้ำจืดที่ยั่งยืนแก่พื้นที่เมืองและการชลประทานทางการเกษตรมักจะอยู่ใกล้กับผิวดิน (ภายในไม่กี่ร้อยเมตร) และมีการเติมน้ำจืดบางส่วน การเติมน้ำนี้มักมาจากแม่น้ำหรือน้ำฝนที่ซึมลงสู่ชั้นหินอุ้มน้ำผ่านวัสดุที่ไม่อิ่มตัวด้านบน ในกรณีที่น้ำใต้ดินมีระดับความเค็มหรือไอออนเฉพาะที่ไม่สามารถยอมรับได้ การแยกเกลือออก จากน้ำ เป็นวิธีการบำบัดที่ใช้กันทั่วไป^{[ 25 ] [ 32 ] [ 33 ]}อย่างไรก็ตาม สำหรับน้ำเกลือจำเป็นต้อง มีการกำจัดหรือนำกลับมาใช้ใหม่อย่างปลอดภัย ^{[ 25 ]}

โดยทั่วไป การชลประทานพื้นที่เพาะปลูก 20% (โดยใช้แหล่งน้ำประเภทต่างๆ) คิดเป็น 40% ของผลผลิตอาหาร^{[ 34 ] [ 35 ]}เทคนิคการชลประทานทั่วโลก ได้แก่ คลองที่เปลี่ยนเส้นทางน้ำผิวดิน^{[ 36 ] [ 37 ]}การสูบน้ำบาดาล และการผันน้ำจากเขื่อน ชั้นหินอุ้มน้ำมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเกษตร ชั้นหินอุ้มน้ำลึกในพื้นที่แห้งแล้งเป็นแหล่งน้ำสำหรับการชลประทานมานานแล้ว น้ำบาดาลที่สูบขึ้นมาส่วนใหญ่ 70% ถูกนำไปใช้เพื่อการเกษตร^{[ 38 ]}มีการวิจัยอย่างมากในการกำหนดระดับความปลอดภัยของเกลือเฉพาะชนิดที่มีอยู่สำหรับการใช้งานทางการเกษตรที่แตกต่างกัน^{[ 39 ]}

ในอินเดีย ร้อยละ 65 ของการชลประทานมาจากน้ำบาดาล^{[ 40 ]}และประมาณร้อยละ 90 ของน้ำบาดาลที่ถูกสูบขึ้นมาใช้เพื่อการชลประทาน^{[ 41 ]}

บางครั้งมีการใช้แหล่งน้ำบาดาลแบบตะกอนหรือ"ฟอสซิล"เพื่อจัดหาน้ำเพื่อการชลประทานและน้ำดื่มให้กับพื้นที่เมือง ตัวอย่างเช่น ในลิเบีย โครงการ แม่น้ำเทียมขนาดใหญ่ของมูอัมมาร์ กัดดาฟี ได้สูบน้ำบาดาลจำนวนมากจากแหล่งน้ำบาดาลใต้ทะเลทรายซาฮาราไปยังพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นใกล้ชายฝั่ง^{[ 42 ]}แม้ว่าวิธีนี้จะช่วยประหยัดเงินให้ลิเบียเมื่อเทียบกับทางเลือกอื่น เช่น การกลั่นน้ำทะเล แต่แหล่งน้ำบาดาลเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะแห้งเหือดภายใน 60 ถึง 100 ปี^{[ 42 ]}

ประการแรก โครงการบรรเทาอุทกภัยซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อปกป้องโครงสร้างพื้นฐานที่สร้างบนที่ราบน้ำท่วมถึง ส่งผลให้การเติมน้ำใต้ดินที่เกี่ยวข้องกับอุทกภัยตามธรรมชาติลดลงโดยไม่ได้ตั้งใจ ประการที่สอง การลดลงของน้ำใต้ดินในแหล่งน้ำใต้ดินขนาดใหญ่เป็นเวลานานอาจส่งผลให้เกิดการทรุดตัว ของพื้นดิน ซึ่งส่งผลให้โครงสร้างพื้นฐานเสียหาย และประการที่สาม อาจ เกิดการแทรกซึมของน้ำเค็ม [ ^{46 ] ประการ}ที่สี่ การระบายน้ำจากดินกรดซัลเฟต ซึ่งมักพบในที่ราบชายฝั่งต่ำ อาจส่งผลให้เกิดความเป็นกรดและมลพิษในลำธารน้ำจืดและลำธารปากแม่น้ำ เดิม ^{[ 47 ]}

น้ำบาดาลเป็นทรัพยากรที่มีประโยชน์มากและมักมีอยู่มากมาย พื้นที่ส่วนใหญ่บนโลกมีแหล่งน้ำใต้ดินอยู่ ซึ่งบางครั้งอาจอยู่ลึกมาก ในบางกรณี แหล่งน้ำใต้ดินเหล่านี้กำลังถูกใช้จนหมดอย่างรวดเร็วเนื่องจากกิจกรรมของมนุษย์ การใช้มากเกินไป การสูบน้ำมากเกินไป หรือการสูบน้ำเกินขนาด อาจก่อให้เกิดปัญหาใหญ่ต่อผู้ใช้และสิ่งแวดล้อม ปัญหาที่เห็นได้ชัดที่สุด (ในส่วนของการใช้น้ำบาดาลของมนุษย์) คือระดับน้ำใต้ดินลดลงจนเกินระดับที่บ่อน้ำที่มีอยู่สามารถเข้าถึงได้ ผลที่ตามมาคือ ต้องขุดบ่อน้ำให้ลึกขึ้นเพื่อเข้าถึงน้ำบาดาล ในบางแห่ง (เช่นแคลิฟอร์เนียเท็กซัสและอินเดีย ) ระดับน้ำใต้ดินลดลงหลายร้อยฟุตเนื่องจากการสูบน้ำจากบ่อน้ำอย่างกว้างขวาง^{[ 49 ]}ดาวเทียมGRACEได้รวบรวมข้อมูลที่แสดงให้เห็นว่าแหล่งน้ำใต้ดินหลัก 21 แห่งจากทั้งหมด 37 แห่งของโลกกำลังลดลง^{[ 21 ]} ตัวอย่างเช่น ใน ภูมิภาค ปัญจาบของอินเดีย ระดับน้ำบาดาลลดลง 10 เมตรตั้งแต่ปี 1979 และอัตราการลดลงกำลังเร่งตัวขึ้น^{[ 50 ]}ระดับน้ำใต้ดินที่ลดลงอาจก่อให้เกิดปัญหาอื่นๆ เช่นการทรุดตัวที่เกี่ยวข้องกับน้ำใต้ดินและการรุกของน้ำเค็ม^{[ 51 ]}

อีกสาเหตุหนึ่งที่น่าเป็นห่วงคือ การดึงน้ำบาดาลจากแหล่งน้ำบาดาลที่จัดสรรไว้เกินความจำเป็นอาจก่อให้เกิดความเสียหายร้ายแรงต่อระบบนิเวศทั้งบนบกและในน้ำ – ในบางกรณีอาจเห็นได้ชัดเจนมาก แต่ในบางกรณีอาจมองไม่เห็นเนื่องจากระยะเวลาที่เกิดความเสียหายนั้นยาวนาน^{[ 46 ]}ความสำคัญของน้ำบาดาลต่อระบบนิเวศมักถูกมองข้าม แม้แต่นักชีววิทยาและนักนิเวศวิทยาด้านน้ำจืด น้ำบาดาลหล่อเลี้ยงแม่น้ำพื้นที่ชุ่มน้ำและทะเลสาบรวมถึงระบบนิเวศใต้ดินภายใน แหล่งน้ำบาดาล แบบคาร์สต์หรือแบบตะกอน

แน่นอนว่าไม่ใช่ทุกระบบนิเวศที่ต้องการน้ำใต้ดิน ระบบนิเวศบนบกบางแห่ง – ตัวอย่างเช่น ระบบนิเวศในทะเลทราย โล่ง และสภาพแวดล้อมแห้งแล้งอื่นๆ – ดำรงอยู่ได้ด้วยปริมาณน้ำฝนที่ไม่สม่ำเสมอและความชื้นที่น้ำฝนส่งไปยังดิน เสริมด้วยความชื้นในอากาศ แม้ว่าจะมีระบบนิเวศบนบกอื่นๆ ในสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยกว่าซึ่งน้ำใต้ดินไม่ได้มีบทบาทสำคัญ แต่ในความเป็นจริงแล้วน้ำใต้ดินมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อระบบนิเวศหลักๆ ของโลกหลายแห่ง น้ำไหลเวียนระหว่างน้ำใต้ดินและน้ำผิวดิน แม่น้ำ ทะเลสาบ และพื้นที่ชุ่มน้ำส่วนใหญ่ได้รับน้ำจากน้ำใต้ดิน และ (ในบางสถานที่หรือบางเวลา) ก็ส่งน้ำจากน้ำใต้ดินไปยังพื้นที่อื่นๆ ในระดับที่แตกต่างกัน น้ำใต้ดินส่งความชื้นไปยังดินผ่านการซึมผ่าน และชุมชนพืชพรรณบนบกหลายแห่งพึ่งพาน้ำใต้ดินหรือความชื้นในดินที่ซึมผ่านเหนือชั้นหินอุ้มน้ำโดยตรงอย่างน้อยบางส่วนของแต่ละปีเขตไฮโปไรอิก (เขตผสมระหว่างน้ำในลำธารและน้ำใต้ดิน) และเขตริมน้ำเป็นตัวอย่างของเขตเปลี่ยนผ่าน ทางนิเวศวิทยา ที่พึ่งพาน้ำใต้ดินเป็นส่วนใหญ่หรือทั้งหมด

จากการศึกษาในปี 2021 พบว่าจากบ่อน้ำบาดาล ที่สำรวจประมาณ 39 ล้านบ่อ มี 6–20% ที่มีความเสี่ยงสูงที่จะแห้งหากระดับน้ำบาดาลในพื้นที่ลดลงเพียงไม่กี่เมตร หรือ – เช่นเดียวกับในหลายพื้นที่และอาจมากกว่าครึ่งหนึ่งของแหล่งน้ำบาดาลหลัก^{[ 52 ]}  – ยังคงลดลงอย่างต่อเนื่อง^{[ 53 ] [ 54 ]}

แหล่งน้ำบาดาลจืด โดยเฉพาะอย่างยิ่งแหล่งที่มีการเติมเต็มจากหิมะหรือฝนอย่างจำกัด หรือที่เรียกว่าน้ำจาก บรรยากาศ อาจถูกใช้ประโยชน์มากเกินไป และขึ้นอยู่กับลักษณะทางอุทก ธรณีวิทยาในท้องถิ่น อาจดึงน้ำที่ไม่สามารถดื่มได้หรือน้ำเค็มจากแหล่งน้ำบาดาลที่เชื่อมต่อกันทางอุทกวิทยาหรือ แหล่ง น้ำผิวดินเข้ามาซึ่งอาจเป็นปัญหาที่ร้ายแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ชายฝั่งและพื้นที่อื่นๆ ที่มีการสูบน้ำบาดาลมากเกินไป

การทรุดตัวของพื้นดินเกิดขึ้นเมื่อมีการสูบน้ำออกจากใต้ดินมากเกินไป ทำให้พื้นที่ใต้พื้นผิวยุบตัวลง ส่งผลให้พื้นดินทรุดตัวลง ผลที่ได้อาจดูเหมือนหลุมบ่อบนผืนดิน ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเนื่องจากในสภาวะสมดุลตามธรรมชาติความดันไฮดรอลิกของน้ำใต้ดินในช่องว่างของชั้นหินอุ้มน้ำและชั้นหินกันน้ำจะช่วยพยุงน้ำหนักของตะกอนที่อยู่ด้านบนไว้บางส่วน เมื่อมีการสูบน้ำออกจากชั้นหินอุ้มน้ำมากเกินไป ความดันในช่องว่างของชั้นหินอุ้มน้ำจะลดลง และอาจเกิดการอัดตัวของชั้นหินอุ้มน้ำได้ การอัดตัวนี้อาจฟื้นคืนได้บางส่วนหากความดันกลับคืนมา แต่ส่วนใหญ่ไม่สามารถฟื้นคืนได้ เมื่อชั้นหินอุ้มน้ำถูกอัดตัวลง อาจทำให้เกิดการทรุดตัวของพื้นดิน ซึ่งเป็นการลดลงของพื้นผิวดิน^{[ 55 ]}

ในชั้นหินอุ้มน้ำที่ไม่แข็งตัว น้ำใต้ดินเกิดจากช่องว่างระหว่างอนุภาคของกรวด ทราย และตะกอน หากชั้นหินอุ้มน้ำถูกกั้นด้วยชั้นที่มีการซึมผ่านต่ำ แรงดันน้ำที่ลดลงในทรายและกรวดจะทำให้การระบายน้ำจากชั้นกั้นที่อยู่ติดกันเป็นไปอย่างช้าๆ หากชั้นกั้นเหล่านี้ประกอบด้วยตะกอนหรือดินเหนียวที่ยุบตัวได้ การสูญเสียน้ำไปยังชั้นหินอุ้มน้ำจะลดแรงดันน้ำในชั้นกั้น ทำให้เกิดการยุบตัวจากน้ำหนักของวัสดุทางธรณีวิทยาที่อยู่ด้านบน ในกรณีที่รุนแรง การยุบตัวนี้สามารถสังเกตได้บนพื้นผิวในรูปของการทรุดตัวน่าเสียดายที่การทรุดตัวส่วนใหญ่จากการสูบน้ำใต้ดินนั้นถาวร (การคืนตัวแบบยืดหยุ่นมีน้อย) ดังนั้น การทรุดตัวจึงไม่เพียงแต่ถาวรเท่านั้น แต่ชั้นหินอุ้มน้ำที่ถูกยุบตัวยังมีศักยภาพในการกักเก็บน้ำลดลงอย่างถาวรอีกด้วย

ปัจจุบัน เมืองนิวออร์ลีนส์ รัฐลุยเซียนาอยู่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเล และการทรุดตัวของเมืองส่วนหนึ่งเกิดจากการสูบน้ำบาดาลออกจากระบบชั้นหินอุ้มน้ำ/ชั้นหินกันน้ำต่างๆ ที่อยู่ใต้เมือง^{[ 56 ]}ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 หุบเขาซานโฮาคินประสบกับการทรุดตัวอย่างมีนัยสำคัญในบางพื้นที่สูงถึง 8.5 เมตร (28 ฟุต) ^{[ 57 ]}เนื่องจากการสูบน้ำบาดาล เมืองต่างๆ บนสามเหลี่ยมปากแม่น้ำ รวมถึงเวนิสในอิตาลี^{[ 58 ]}และกรุงเทพฯในประเทศไทย^{[ 59 ]}ประสบกับการทรุดตัวของพื้นผิว เมืองเม็กซิโกซิตี้ ซึ่งสร้างบนพื้นทะเลสาบเดิม ประสบกับอัตราการทรุดตัวสูงถึง 40 เซนติเมตร (1 ฟุต 4 นิ้ว) ต่อปี^{[ 60 ]}

สำหรับเมืองชายฝั่ง การทรุดตัวอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อปัญหาสิ่งแวดล้อมอื่นๆ เช่นระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น [ ^{61 ] ตัวอย่าง}เช่น คาดว่ากรุงเทพฯ จะมีประชากร 5.138 ล้านคนที่เสี่ยงต่อการเกิดน้ำท่วมชายฝั่งภายในปี 2070 เนื่องจากปัจจัยเหล่านี้รวมกัน^{[ 61 ]}

หากแหล่งน้ำผิวดินมีการระเหยมาก แหล่งน้ำใต้ดินอาจกลายเป็นน้ำเค็มได้สถานการณ์นี้อาจเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติในแหล่งน้ำปิด หรือเกิดขึ้นจากการกระทำของมนุษย์ในพื้นที่เกษตรกรรมที่ใช้ น้ำชลประทานในพื้นที่ชายฝั่ง การใช้น้ำใต้ดินของมนุษย์อาจทำให้ทิศทางการซึมลงสู่มหาสมุทรกลับทิศทาง ซึ่งอาจทำให้ดินเค็มได้เช่น กัน

เมื่อน้ำไหลผ่านภูมิประเทศ มันจะสะสมเกลือที่ละลายได้ โดยส่วนใหญ่คือโซเดียมคลอไรด์เมื่อน้ำดังกล่าวเข้าสู่ชั้นบรรยากาศผ่านการระเหยและการคายน้ำ เกลือเหล่านี้จะถูกทิ้งไว้เบื้องหลัง ใน เขต ชลประทานการระบายน้ำที่ไม่ดีของดินและแหล่งน้ำผิวดินอาจส่งผลให้น้ำใต้ดินขึ้นมาสู่ผิวดินในพื้นที่ต่ำส่งผลให้เกิดปัญหาการเสื่อมโทรมของดิน อย่างรุนแรงจาก ความเค็มของดินและน้ำท่วมขัง^{[ 62 ]}ควบคู่ไปกับระดับเกลือในน้ำผิวดินที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้เกิดความเสียหายอย่างมากต่อเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่น^{[ 63 ]}

ชั้นหินอุ้มน้ำใน พื้นที่ ชลประทาน ผิวดิน ในเขตกึ่งแห้งแล้งที่มีการนำน้ำชลประทานที่สูญเสียไปโดยหลีกเลี่ยงไม่ได้ซึ่งซึมลงสู่ใต้ดินโดยการชลประทานเสริมจากบ่อน้ำกลับมาใช้ใหม่ มีความเสี่ยงที่จะเกิดการเค็ม^{[ 64 ]}

โดยปกติแล้วน้ำที่ใช้ในการชลประทานผิวดินจะมีปริมาณเกลืออยู่ในระดับประมาณ...0.5 กรัม/ลิตรหรือมากกว่า และความต้องการน้ำชลประทานต่อปีอยู่ในระดับประมาณนี้10,000 ลูกบาศก์เมตร^ต่อเฮกตาร์หรือมากกว่านั้น ดังนั้นปริมาณการนำเข้าเกลือต่อปีจึงอยู่ในระดับประมาณ...5,000 กก./เฮกตาร์หรือมากกว่า^{[ 65 ]}

ภายใต้ผลกระทบของการระเหยอย่างต่อเนื่อง ความเข้มข้นของเกลือในน้ำบาดาลอาจเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและในที่สุดจะก่อให้เกิดปัญหา สิ่งแวดล้อม

สำหรับการควบคุมความเค็มในกรณีดังกล่าว จะต้องระบายน้ำเสียจากชั้นน้ำบาดาลเป็นประจำทุกปี โดยใช้ระบบระบาย น้ำใต้ดิน และกำจัดทิ้งผ่านทางออกที่ปลอดภัย ระบบระบายน้ำอาจเป็นแนวนอน (เช่น ใช้ท่อระบายน้ำ ท่อน้ำทิ้งหรือคูน้ำ) หรือแนวตั้ง ( การระบายน้ำโดยบ่อบาดาล ) ในการประเมินความต้องการการระบายน้ำ การใช้แบบจำลองน้ำบาดาลที่มีองค์ประกอบด้านการเกษตร อุทกวิทยา และความเค็ม อาจเป็นประโยชน์เช่น SahysMod

ชั้นหินอุ้มน้ำใกล้ชายฝั่งมีชั้นน้ำจืดอยู่ใกล้ผิวดิน และมีน้ำทะเลที่มีความหนาแน่นกว่าอยู่ใต้ชั้นน้ำจืด น้ำทะเลแทรกซึมเข้าสู่ชั้นหินอุ้มน้ำจากมหาสมุทรและมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำจืด สำหรับชั้นหินอุ้มน้ำที่มีรูพรุน (เช่น ชั้นทราย) ใกล้ชายฝั่ง ความหนาของชั้นน้ำจืดที่อยู่เหนือชั้นน้ำเค็มจะอยู่ที่ประมาณ 12 เมตร (40 ฟุต) สำหรับทุกๆ 0.3 เมตร (1 ฟุต) ของระดับน้ำจืดเหนือระดับน้ำทะเลความสัมพันธ์นี้เรียกว่าสมการ Ghyben-Herzbergหากมีการสูบน้ำบาดาลมากเกินไปใกล้ชายฝั่ง น้ำเค็มอาจแทรกซึมเข้าไปในชั้นหินอุ้มน้ำจืด ทำให้เกิดการปนเปื้อนของแหล่งน้ำจืดที่ใช้ดื่มได้ ชั้นหินอุ้มน้ำชายฝั่งหลายแห่ง เช่น ชั้นหินอุ้มน้ำ Biscayneใกล้เมืองไมอามี และชั้นหินอุ้มน้ำที่ราบชายฝั่งรัฐนิวเจอร์ซีย์ ประสบปัญหาการแทรกซึมของน้ำเค็มอันเป็นผลมาจากการสูบน้ำมากเกินไปและการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล

การรุกของน้ำทะเลคือการไหลหรือการมีอยู่ของน้ำทะเลเข้าไปในชั้นหินอุ้มน้ำชายฝั่ง ซึ่งเป็นกรณีของการรุกของน้ำเค็มเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ แต่ก็อาจเกิดจากหรือรุนแรงขึ้นได้จากปัจจัยที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่นระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ [ ^{66 ] ใน}กรณีของชั้นหินอุ้มน้ำที่เป็นเนื้อเดียวกัน การรุกของน้ำทะเลจะก่อให้เกิดลิ่มน้ำเค็มอยู่ใต้เขตเปลี่ยนผ่านไปสู่น้ำบาดาลจืด โดยไหลไปทางทะเลที่ด้านบน^{[ 67 ] [ 68 ]}การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจส่งผลกระทบอื่นๆ ต่อพื้นที่เหนือระดับน้ำบาดาล ตัวอย่างเช่น ระดับน้ำบาดาลชายฝั่งในแคลิฟอร์เนียจะสูงขึ้นในชั้นหินอุ้มน้ำหลายแห่ง เพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดน้ำท่วมและปัญหาการไหลบ่าของน้ำ^{[ 66 ]}

การเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลทำให้เกิดการผสมของน้ำทะเลกับน้ำใต้ดินชายฝั่ง ทำให้น้ำใต้ดินไม่สามารถใช้งานได้เมื่อมีปริมาณมากกว่า 2–3% ของอ่างเก็บน้ำ ตามแนวชายฝั่งของสหรัฐอเมริกาประมาณ 15% ระดับน้ำใต้ดินในท้องถิ่นส่วนใหญ่อยู่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเลแล้ว^{[ 69 ]}

มลพิษในน้ำใต้ดิน (หรือเรียกว่าการปนเปื้อนของน้ำใต้ดิน) เกิดขึ้นเมื่อสารมลพิษถูกปล่อยลงสู่พื้นดินและซึมเข้าสู่น้ำใต้ดินมลพิษทางน้ำ ประเภทนี้ ยังสามารถเกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติเนื่องจากการมีส่วนประกอบ สารปนเปื้อน หรือสิ่งเจือปนที่ไม่พึงประสงค์ในน้ำใต้ดิน ซึ่งในกรณีนี้มักจะเรียกว่าการปนเปื้อนมากกว่ามลพิษ มลพิษ ในน้ำใต้ดินสามารถเกิดขึ้นได้จาก ระบบสุขาภิบาลในพื้นที่ น้ำ ชะจากหลุมฝังก ลบ น้ำเสียจากโรงบำบัดน้ำ เสีย ท่อระบายน้ำรั่ว สถานีเติมน้ำมันการขุดเจาะไฮดรอลิก (fracking) หรือจากการใช้ปุ๋ย มากเกินไป ในการเกษตรมลพิษ (หรือการปนเปื้อน) ยังสามารถเกิดขึ้นได้จากสารปนเปื้อนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เช่นสารหนูหรือฟลูออไรด์ [ ^{70 ] การ}ใช้น้ำใต้ดินที่ปนเปื้อนก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพของประชาชนผ่านการเป็นพิษหรือการแพร่กระจายของโรค ( โรคที่ติดต่อทางน้ำ )

สารมลพิษมักก่อให้เกิดกลุ่ม มลพิษ ภายในชั้นหินอุ้มน้ำการเคลื่อนที่ของน้ำและการกระจายตัวภายในชั้นหินอุ้มน้ำทำให้สารมลพิษแพร่กระจายไปยังพื้นที่กว้างขึ้น ขอบเขตที่ขยายตัวของกลุ่มมลพิษ ซึ่งมักเรียกว่าขอบกลุ่มมลพิษ อาจตัดกับบ่อน้ำบาดาลและน้ำผิวดิน เช่น น้ำซึมและน้ำพุ ทำให้น้ำประปาไม่ปลอดภัยสำหรับมนุษย์และสัตว์ป่า การเคลื่อนที่ของกลุ่มมลพิษ ซึ่งเรียกว่าแนวหน้าของกลุ่มมลพิษ อาจวิเคราะห์ได้โดยใช้แบบจำลองการขนส่งทางอุทกวิทยาหรือแบบจำลองน้ำบาดาลการวิเคราะห์มลพิษในน้ำบาดาลอาจมุ่งเน้นไปที่ ลักษณะ ของดินและธรณีวิทยา ของพื้นที่ อุทกธรณีวิทยาอุทกวิทยาและลักษณะของสารปนเปื้อน กลไกต่างๆ มีอิทธิพลต่อการขนส่งสารมลพิษ เช่นการแพร่การดูดซับ การตกตะกอนการสลายตัวในน้ำบาดาล

ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อแหล่งน้ำใต้ดินอาจรุนแรงที่สุดผ่านผลกระทบทางอ้อมต่อความต้องการน้ำเพื่อการชลประทานผ่านการระเหยที่เพิ่มขึ้น[ 24 ^{] : 5มี} การสังเกตเห็นการลดลงของปริมาณน้ำใต้ดินในหลายส่วนของโลก ซึ่งเป็นผลมาจากการใช้น้ำใต้ดินมากขึ้นสำหรับกิจกรรมการชลประทานทางการเกษตร โดยเฉพาะในพื้นที่แห้งแล้ง^{[ 28 ] : 1091} การเพิ่มขึ้นของการชลประทานบางส่วนอาจเกิดจาก ปัญหา การขาดแคลนน้ำที่แย่ลงจากผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อวัฏจักรน้ำการกระจายน้ำโดยตรงจากกิจกรรมของมนุษย์มีปริมาณประมาณ 24,000 ลูกบาศก์กิโลเมตร^ต่อปี ซึ่งมากกว่าการเติมน้ำใต้ดินทั่วโลกในแต่ละปีประมาณสองเท่า^{[ 28 ]}

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในวัฏจักรน้ำซึ่งส่งผลกระทบต่อแหล่งน้ำใต้ดินในหลายด้าน: อาจมีการลดลงของปริมาณน้ำใต้ดิน การเติมน้ำใต้ดินลดลง และคุณภาพน้ำเสื่อมโทรมลงเนื่องจากเหตุการณ์สภาพอากาศรุนแรง^{[ 71 ] : 558} ในเขตร้อน ปริมาณน้ำฝนที่ตกหนักและเหตุการณ์น้ำท่วมดูเหมือนจะนำไปสู่การเติมน้ำใต้ดินมากขึ้น^{[ 71 ] : 582}

อย่างไรก็ตาม ผลกระทบที่แท้จริงของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อแหล่งน้ำใต้ดินยังอยู่ระหว่างการตรวจสอบ^{[ 71 ] : 579} ทั้งนี้เนื่องจากข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่ได้จากการตรวจสอบแหล่งน้ำใต้ดินยังขาดอยู่ เช่น การเปลี่ยนแปลงในพื้นที่และเวลา ข้อมูลการสูบน้ำ และ "การแสดงเชิงตัวเลขของกระบวนการเติมน้ำใต้ดิน" ^{[ 71 ] : 579}

ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจส่งผลต่อการกักเก็บน้ำใต้ดินแตกต่างกัน: เหตุการณ์ฝนตกหนักที่คาดว่าจะรุนแรงขึ้น (แต่มีจำนวนน้อยลง) อาจนำไปสู่การเติมน้ำใต้ดินเพิ่มขึ้น ในหลายสภาพแวดล้อม ^{[ 24 ] : 104} แต่ช่วงเวลาแห้งแล้งที่รุนแรงขึ้นอาจส่งผลให้ดินแห้งและอัดแน่น ซึ่งจะลดการซึมผ่านของน้ำใต้ดิน^{[ 72 ]}

สำหรับภูมิภาคที่มีระดับความสูงมากขึ้น ระยะเวลาและปริมาณหิมะที่ลดลงอาจนำไปสู่การเติมน้ำใต้ดินที่ลดลงในฤดูใบไม้ผลิ^{[ 71 ] : 582} ผลกระทบของธารน้ำแข็งบนเทือกเขาแอลป์ที่ถอยร่นต่อระบบน้ำใต้ดินยังไม่เป็นที่เข้าใจดีนัก^{[ 24 ] : 106}

การเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลทั่วโลกเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้ก่อให้เกิดการรุกของน้ำทะเลเข้าไปในแหล่งน้ำใต้ดินชายฝั่งทั่วโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ราบต่ำและเกาะเล็กๆ^{[ 71 ] : 611} อย่างไรก็ตาม การสูบน้ำบาดาลมักเป็นสาเหตุหลักของการรุกของน้ำทะเลมากกว่าการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล (ดูในส่วนเกี่ยวกับการรุกของน้ำทะเล ) ^{[ 24 ] : 5} การรุกของน้ำทะเลคุกคามระบบนิเวศชายฝั่งและความสามารถในการดำรงชีวิต บังกลาเทศเป็นประเทศที่เปราะบางต่อปัญหานี้ และ ป่าชายเลนซุนดาร์บันส์เป็นระบบนิเวศที่เปราะบาง^{[ 71 ] : 611}

มลพิษในน้ำใต้ดินอาจเพิ่มขึ้นทางอ้อมเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: พายุที่เกิดขึ้นบ่อยและรุนแรงขึ้นสามารถทำให้เกิดมลพิษในน้ำใต้ดินได้โดยการเคลื่อนย้ายสารปนเปื้อน เช่น ปุ๋ย น้ำเสีย หรืออุจจาระของมนุษย์จากส้วมหลุม^{[ 71 ] : 611} ภัยแล้งลดความสามารถในการเจือจางของแม่น้ำและระดับน้ำใต้ดิน ทำให้ความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนของน้ำใต้ดินเพิ่มขึ้น

ระบบชั้นหินอุ้มน้ำที่เปราะบางต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ได้แก่ ตัวอย่างต่อไปนี้ (สี่ตัวอย่างแรกส่วนใหญ่ไม่ขึ้นอยู่กับการสูบน้ำของมนุษย์ ต่างจากตัวอย่างที่ 5 ถึง 8 ซึ่งความเข้มข้นของการสูบน้ำบาดาลของมนุษย์มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มความเสี่ยงต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ): ^{[ 24 ] : 109}

1. ระบบชั้นหินอุ้มน้ำชายฝั่งและดินดอนสามเหลี่ยมปากแม่น้ำที่มีความสูงต่ำ
2. ระบบชั้นหินอุ้มน้ำในละติจูดเหนือของทวีป หรือในเขตเทือกเขาแอลป์และขั้วโลก
3. แหล่งน้ำใต้ดินในเมืองที่มีรายได้ต่ำซึ่งกำลังขยายตัวอย่างรวดเร็ว และชุมชนผู้พลัดถิ่นและชุมชนที่ไม่เป็นทางการขนาดใหญ่
4. ชั้นหินอุ้มน้ำตื้นที่เกิดจากการสะสมตัวของตะกอนดินใต้แม่น้ำตามฤดูกาลในพื้นที่แห้งแล้ง
5. ระบบสูบน้ำบาดาลอย่างเข้มข้นเพื่อการชลประทานในพื้นที่แห้งแล้ง
6. การสูบน้ำบาดาลอย่างเข้มข้นสำหรับเมืองในพื้นที่แห้งแล้ง
7. แหล่งน้ำใต้ดินชายฝั่งที่ถูกสูบอย่างหนัก
8. ระบบชั้นหินอุ้มน้ำที่มีปริมาณการกักเก็บต่ำ/การเติมน้ำต่ำในพื้นที่แห้งแล้ง

การใช้น้ำบาดาลมากขึ้น โดยเฉพาะในแอฟริกาใต้ทะเลทรายซาฮารา ถือเป็นวิธีการปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในกรณีที่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้เกิดภัยแล้งที่รุนแรงหรือบ่อยขึ้น^{[ 73 ]}

การปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดยใช้แหล่งน้ำใต้ดิน ใช้ประโยชน์จากการกักเก็บน้ำใต้ดินแบบกระจายและความสามารถของระบบชั้นหินอุ้มน้ำในการกักเก็บน้ำส่วนเกินตามฤดูกาลหรือเป็นช่วงๆ ^{[ 24 ] : 5} ซึ่งทำให้สูญเสียจากการระเหยน้อยกว่าโครงสร้างพื้นฐานแบบดั้งเดิม เช่น เขื่อนผิวดิน ตัวอย่างเช่น ในแอฟริกาเขตร้อนการสูบน้ำจากแหล่งกักเก็บน้ำใต้ดินสามารถช่วยปรับปรุงความยืดหยุ่นต่อสภาพภูมิอากาศของแหล่งน้ำและอาหารได้^{[ 24 ] : 110}

การพัฒนาพลังงานความร้อนใต้พิภพซึ่งเป็น แหล่ง พลังงานที่ยั่งยืนมีบทบาทสำคัญในการลดการปล่อยก๊าซ CO2 _และบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ^{[ 24 ] : 5} น้ำใต้ดินเป็นตัวกลางในการจัดเก็บ การเคลื่อนที่ และการสกัดพลังงานความร้อนใต้พิภพ[ ^{24 ] : 110}

ในประเทศผู้บุกเบิก เช่น เนเธอร์แลนด์และสวีเดน พื้นดิน/น้ำใต้ดินถูกมองว่าเป็นเพียงองค์ประกอบหนึ่ง (แหล่งตามฤดูกาล อ่างเก็บ หรือ 'บัฟเฟอร์' ความร้อน) ใน เครือ ข่ายทำความร้อนและทำความเย็น ส่วนกลางมากขึ้นเรื่อยๆ ^{[ 24 ] : 113}

ชั้นน้ำบาดาลลึกยังสามารถใช้สำหรับการดักจับและกักเก็บคาร์บอนซึ่งเป็นกระบวนการเก็บกักคาร์บอนเพื่อลดการสะสมของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ^{[ 24 ] : 5}

กระบวนการ กำกับดูแลน้ำบาดาลช่วยให้สามารถจัดการ วางแผน และดำเนินนโยบายเกี่ยวกับน้ำบาดาลได้ โดยเกิดขึ้นในหลายระดับและระดับทางภูมิศาสตร์ รวมถึงระดับภูมิภาคและข้ามพรมแดน^{[ 24 ] : 2}

การจัดการน้ำบาดาลมุ่งเน้นการปฏิบัติ โดยเน้นกิจกรรมการดำเนินการในทางปฏิบัติและการดำเนินงานประจำวัน เนื่องจากน้ำบาดาลมักถูกมองว่าเป็นทรัพยากรส่วนตัว (กล่าวคือ เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการเป็นเจ้าของที่ดิน และในบางเขตอำนาจศาลถือว่าเป็นทรัพย์สินส่วนตัว) การควบคุมและการกำกับดูแลและการจัดการจากบนลงล่างจึงทำได้ยาก รัฐบาลจำเป็นต้องรับบทบาทอย่างเต็มที่ในฐานะผู้ดูแลทรัพยากรโดยคำนึงถึงประโยชน์ส่วนรวมของน้ำบาดาล^{[ 24 ] : 2}

กฎหมายและข้อบังคับภายในประเทศควบคุมการเข้าถึงน้ำบาดาล รวมถึงกิจกรรมของมนุษย์ที่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของน้ำบาดาล กรอบกฎหมายยังต้องรวมถึงการคุ้มครองเขตการระบายและการเติมน้ำ และพื้นที่โดยรอบบ่อน้ำบาดาล ตลอดจน มาตรฐาน ผลผลิตที่ยั่งยืนและการควบคุมการสูบน้ำ และข้อบังคับการใช้ร่วมกัน ในบางเขตอำนาจศาล น้ำบาดาลได้รับการควบคุมร่วมกับน้ำผิวดิน รวมถึงแม่น้ำ^{[ 24 ] : 2}

น้ำบาดาลเป็นแหล่งน้ำ ที่สำคัญ สำหรับการจัดหาน้ำดื่มโดยเฉพาะในประเทศ ที่แห้งแล้ง

ภูมิภาคอาหรับเป็นหนึ่งในภูมิภาคที่ขาดแคลนน้ำมากที่สุดในโลก และน้ำบาดาลเป็นแหล่งน้ำที่พึ่งพามากที่สุดในอย่างน้อย 11 จาก 22 รัฐอาหรับ การสูบน้ำบาดาลมากเกินไปในหลายส่วนของภูมิภาคทำให้ระดับน้ำบาดาลลดลง โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นและพื้นที่เกษตรกรรม^{[ 24 ] : 7}

• ทุกหน้าที่มีชื่อเรื่องประกอบด้วยคำว่าน้ำใต้ดิน
• ปริมาณน้ำไหลพื้นฐาน  – ปริมาณน้ำในลำธารระหว่างช่วงที่ไม่มีฝนตก
• อุทกวิทยา
• รายชื่อแหล่งน้ำบาดาล
• รายชื่อแหล่งน้ำบาดาลในสหรัฐอเมริกา
• ทรัพยากรน้ำ  – แหล่งน้ำที่อาจเป็นประโยชน์ต่อมนุษย์
• ความมั่นคงทางน้ำ  – เป้าหมายของการบริหารจัดการน้ำคือการใช้ประโยชน์จากโอกาสที่เกี่ยวข้องกับน้ำและจัดการความเสี่ยง

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับน้ำใต้ดิน

• สำนักงานน้ำบาดาลของ USGS
• IAH, สมาคมนักอุทกธรณีวิทยานานาชาติ
• โครงการน้ำบาดาลแพลตฟอร์มออนไลน์สำหรับความรู้เกี่ยวกับน้ำบาดาล
• โครงการวิจัย UGPROระยะเวลา 7 ปี เรื่อง "ศักยภาพของน้ำบาดาลสำหรับผู้ยากไร้" (2013–2020)