Modification des flux par l'Homme

Aujourd’hui, l’eau douce est une denrée rare : près d’un tiers de l’humanité vit avec une quantité d’eau douce insuffisante. Pourtant, l’eau douce ne manque pas à l’échelle mondiale, les réserves sont globalement suffisantes pour répondre aux besoins de chacun, mais elles sont inégalement réparties à la surface du globe.
Certaines régions du monde sont très arides, les précipitations y sont faibles et elles connaissent de réelles difficultés d’approvisionnement, tandis que d’autres pratiquent une consommation excessive qui tend parfois au gaspillage.

Outre le fait que toutes les populations n’ont pas un égal accès à l’eau douce, les disponibilités en eau sont réduites à cause de la pollution, du gaspillage et de la mauvaise gestion  : le rapport entre les prélèvements et les ressources en eau varient donc considérablement d’un pays à l’autre.

De plus, si la population mondiale a plus que triplé en 100 ans, la consommation en eau de l’humanité a, quant à elle, été multipliée par 6 (l’accessibilité à l’eau potable est plus facile, les développements industriels et agricoles sont de plus en plus importants...).

Au cours du cycle de l’eau, des transferts d’eau se font entre les différents réservoirs : l’avantage de ces transferts est qu’ils permettent aux réserves de se renouveler (plus le temps de résidence dans le réservoir est court, plus l’eau de ce réservoir est rapidement renouvelée).

Les eaux souterraines ont un temps de résidence très variable : certaines nappes très profondes n’ont plus de lien avec la surface et se renouvellent donc très lentement (en quelques centaines voire quelques milliers d’années). Ces eaux, à l’échelle humaine, sont donc quasiment non renouvelables.
Certaines nappes ont d'ailleurs des eaux qui ne se renouvellent plus, elles sont dites « fossiles » : c’est le cas de certaines nappes de régions désertiques très arides qui ne sont plus alimentées (climat inadapté, précipitations inexistantes).

Ces nappes d’eau fossile sont actuellement exploitées dans de nombreuses régions.
Ainsi, il existe aujourd'hui des cultures en plein désert (dans la péninsule arabique, dans certaines régions d’Afrique septentrionale) rendues possibles par l’exploitation massive de ces réservoirs d’eau souterraine « fossile ».
Ce « verdissement » du désert a naturellement un prix élevé, car outre la mise en place d'infrastructures, l'importance des prélèvements d'eau liés au défaut de renouvellement de ces réservoirs aura pour conséquence leur disparition.

De nombreuses nappes souterraines sont exploitées de façon massive à des fins d’irrigation.
Les experts estiment que les seuils correspondant à ce qu’il est possible de prélever dans le milieu naturel sont déjà dépassés dans de nombreux lieux du monde ; ils prévoient même l’épuisement dans les années à venir de plusieurs nappes importantes dont l’exploitation ne fait que s’intensifier.

Les cours d’eau sont parfois déviés pour l’irrigation : par exemple, la culture du coton, culture très exigeante en eau, dans des zones semi-arides de l’Asie centrale a nécessité la construction de canaux d’irrigation gigantesques, collectant l’eau de plusieurs fleuves.
Or, la mauvaise gestion de cette irrigation (seule une moitié de l’eau collectée arrive aux cultures, le reste étant perdu par infiltration ou évaporation) et les quantités d’eau « détournées » excédentaires, ont eu pour conséquences des pertes considérables.

La mer d’Aral, auparavant alimentée par différents fleuves à raison de 50 km³ d’eau, n'est aujourd'hui pratiquement plus alimentée, car les eaux ont été détournées en amont pour l’irrigation des cultures de coton.
Sa superficie a diminué de plus de moitié en 40 ans : les régions humides situées aux alentours ne sont plus aujourd’hui que des déserts (disparition de la faune et de la flore).
Depuis 1979, la pêche industrielle y a été stoppée et les chantiers navals ont complètement cessé toute activité.
Engrais et pesticides entraînent une pollution massive des eaux de drainage : la mortalité infantile de cette région ne cesse de s’accroître et l’état sanitaire des populations riveraines devient catastrophique.

La population humaine augmente et la majorité des personnes se rassemblent dans des zones urbaines qui ne cessent de s’étendre. Il faut donc alimenter une population croissante en eau potable. Mais, plus la consommation en eau augmente et plus les rejets d’eaux usées sont élevés, d’où le développement des réseaux d’eau potable pour l'alimentation et des stations d’épuration pour le traitement des eaux usées avant rejet dans le milieu naturel.

On étend les zones habitables en construisant, en aménageant le territoire : les milieux naturels finissent par disparaître peu à peu. Lors de précipitations importantes, les eaux superficielles ne s’écoulent donc plus normalement et naturellement ; les infiltrations sont modifiées et les risques d’inondations augmentent : il faut donc aménager les fleuves et les cours d’eau en construisant des digues, protéger les zones inondables…