Sanchita Poddar Reg.No.B11408414020

4 Student ID 02-0157 X-D 34

FA 3

GROUNDWATER PESERVATION AND

SUSTAINABLE DEVOLOPMENT

What is sustainable development?"Sustainable development is development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs. It contains within it two key concepts:•the concept of needs, in particular the essential needs of the world's poor, to which overriding priority should be given; and•the idea of limitations imposed by the state of technology and social organization on the environment's ability to meet present and future needs."

Why is groundwater necessary?The underground water is a permanent source of water as the rate of the evaporation here is minimum. It is of great importance for the following reasons: •Where the surface water is not freely available underground water is tapped by digging wells. Man uses it for domestic purposes like drinking, washing, cook ing, etc.•It can be used to irrigate the fields.•It can be used for industrial purposes like in paper, dyeing, jute and steel industries.•It sustains vegetation on land. Some of the springs have medicinal value for skin diseases and stomach problems.

What are the harmful effects of groundwater depletion?The U.S. Geological Survey compares the water stored in the ground to money kept in a bank account. If the money is withdrawn at a faster rate than new money is deposited, there will eventually be account-supply problems. Pumping water out of the ground at a faster rate than it is replenished over the long-term causes similar problems. Groundwater depletion is primarily caused by sustained groundwater pumping. Some of the negative effects of groundwater depletion:1)Lowering of the Water TableExcessive pumping can lower the groundwater table, and cause wells to no longer be able to reach groundwater.2)Increased CostsAs the water table lowers, the water must be pumped farther to reach the surface, using more energy. In extreme cases, using such a well can be cost prohibitive.3)Reduced Surface Water SuppliesGroundwater and surface water are connected. When groundwater is overused, the lakes, streams, and rivers connected to groundwater can also have their supply diminished.4)Land SubsidenceLand subsidence occurs when there is a loss of support below ground. This is most often caused by human activities, mainly from the overuse of groundwater, when the soil collapses, compacts, and drops.5)Water Quality ConcernsExcessive pumping in coastal areas can cause saltwater to move inland and upward, resulting in saltwater contamination of the water supply.

WATER CONSERVATION, RAINWATER HARVESTING

and water shed management

Water ConservationWater conservation encompasses the policies, strategies and activities to manage fresh water as a sustainable resource to protect the water environment and to meet current and future human demand. Population, household size and growth and affluence all affect how much water is used. Factors such as climate change will increase pressures on natural water resources especially in manufacturing and agricultural irrigation.

The goals of water conservation efforts include as follows:Sustainability. To ensure availability for future generations, the withdrawal of fresh water from an ecosystem should not exceed its natural replacement rate.Energy conservation. Water pumping, delivery and waste water treatment facilities consume a significant amount of energy. In some regions of the world over 15% of total electricity consumption is devoted to water management.Habitat conservation. Minimizing human water use helps to preserve fresh water habitats for local wildlife and migrating waterfowl, as well as reducing the need to build new dams and other water diversion infrastructures.

Rainwater Harvesting Rainwater harvesting is  the  accumulation  and  deposition  of rainwater  for  reuse  before  it  reaches  the aquifer.  Uses  include water  for  garden,  water  for livestock,  water  for irrigation,  and indoor  heating  for  houses  etc..  In  many  places  the  water collected  is  just  redirected  to  a  deep pit with  percolation.  The harvested  water  can  be  used  as drinking  water as  well  as  for storage and other purpose like irrigationAdvantages of rainwater harvesting:

Rainwater harvesting provides an independent water supply during regional water restrictions and in developed countries is often used to supplement the main supply. It provides water when there is a drought, prevents flooding of low-lying areas, replenishes the ground water level, and enables dug wells and bore wells to yield in a sustained manner. It also helps in the availability of clean water by reducing the salinity and the presence of iron salts.(a)Makes use of a natural resource and reduces flooding, storm water , erosion, and contamination of surface water with pesticides, sediment, metals, and fertilizers. (b)Excellent source of water for landscape irrigation, with no chemicals such as fluoride and chlorine, and no dissolved salts and minerals from the soil.(c)Home systems can be relatively simple to install and operate and it may reduce your water bill. (d)Promotes both water and energy conservation. (e)No filtration system required for landscape irrigation.

Rainwater harvesting in India In the state of Tamil Nadu, rainwater harvesting was made compulsory for every building to avoid ground water depletion. It proved excellent results within five years, and every other state took it as role model. Since its implementation, Chennai saw a 50 percent rise in water level in five years and the water quality significantly improved. In Rajasthan, rainwater harvesting has traditionally been practiced by the people of the Thar Desert. There are many ancient water harvesting systems in Rajasthan, which have now been revived Water harvesting systems are widely used in other areas of Rajasthan as well, for example the chauka system from the Jaipur district. At present, in Pune, rainwater harvesting is compulsory for any new society to be registered. An attempt has been made at Dept. of Chemical Engineering, IISc, Bangalore to harvest rainwater using upper surface of a solar still, which was used for water distillation13

Popular struggles related to water

resources

Narmada Bachao Andolan

Narmada bachao AndolanNarmada Bachao Andolan (NBA) is a social movement consisting of adivasis, farmers, environmentalists, and human rights activists against a number of large dams being built across the Narmada river. The river flows through the states of Gujarat, Maharashtra, and Madhya Pradesh in India.  Sardar Sarovar Dam in Gujarat is one of the biggest dams on the river and was one of the first focal points of the movement. Friends of River Narmada is the unofficial website of the NBA.Their mode of campaign includes hunger strikes and garnering support from film and art personalities. Narmada Bachao Andolan, with its leading spokespersons Medha Patkar and Baba Amte, received the Right Livelihood Award in 1991.

Formation of NBAThere were groups such as Gujarat-based Arch-Vahini (Action Research in Community Health and Development) and Narmada Asargrastha Samiti (Committee for people affected by the Narmada dam), Madhya Pradesh-based Narmada Ghati Nav Nirman Samiti (Committee for a new life in the Narmada Valley) and Maharashtra-based Narmada Dharangrastha Samiti (Committee for Narmada dam-affected people) who either believed in the need for fair rehabilitation plans for the people or who vehemently opposed dam construction despite a resettlement policy.While Medha Patkar established Narmada Bachao Andolan in 1989, all these groups joined this national coalition of environmental and human rights activists, scientists, academics and project-affected people with a non-violent approach.

History of the dam projectPost-1947,  investigations  were  carried  out  to  evaluate mechanisms  for using  water  from  the Narmada  River.  the  Narmada  Water  Disputes Tribunal was constituted by the Government of India on 6 October 1969 to adjudicate over  the disputes. On 12 December 1979,  the decision as given  by  the  tribunal,  with  all  the  parties  at  dispute  binding  to  it,  was released  by  the  Indian  government.  As  per  the  tribunal's  decision,  30 major,  135  medium,  and  3000  small  dams,  were  granted  approval  for construction  including  raising  the  height  of  the Sardar  Sarovar  dam.  In 1985, after hearing about the Sardar Sarovar dam, Medha Patkar and her colleagues visited the project site and noticed that the project work being shelved  due  to  an  order  by  the Ministry  of  Environment  and  Forests, Government of  India. What  she noticed was  that  the people who were going  to  be  affected  were  given  no  information  but  for  the  offer  for rehabilitation.  Furthermore,  the  officials  related  to  the  project  had  no answers  to  their  questions. While World Bank,  the financing agency  for this  project,  came  into  the  picture,  Patkar  approached  the Ministry  of Environment  to  seek  clarifications.  She  realized,  after  seeking  answers from  the  ministry,  that  the  project  was  not  sanctioned  at  all  and wondered  as  to  how  funds  were  even  sanctioned  by  the World  Bank. They realized that the officials had overlooked the post-project problems. Through  Patkar's  channel  of  communication  between  the  government and  the  residents,  she provided  critiques  to  the project authorities and the governments  involved. At the same time, her group realized that all those  displaced  were  only  given  compensation  for  the  immediate standing crop and not for displacement and rehabilitation. She organized a 36-day solidarity march among the neighboring states of the Narmada valley  from Madhya Pradesh  to  the Sardar Sarovar dam site. The march was  resisted  by  the  police,  who  according  to  Patkar  were  "caning  the marchers and arresting them and tearing the clothes off women activists”

Aftermath of NBAUsing the right to fasting, Patkar undertook a 22-day fast that almost took her  life. In  1991,  Patkar's  actions  led  to  an  unprecedented  independent review by the World Bank. The Morse Commission, appointed in June 1991 at  the  recommendation  of  World  Bank  President Barber  Conable, conducted  its  first  independent  review  of  a  World  Bank  project. This independent  review  stated  that  "performance  under  these  projects  has fallen short of what is called for under Bank policies and guidelines and the policies  of  the  Government  of  India." This  resulted  in  the  Indian Government  pulling  out  of  its  loan  agreement with  the World Bank.  The World Bank's participation in these projects was cancelled in 1995.She undertook a similar fast in 1993 and resisted evacuation from the dam site. In  1994,  the  Bachao  Andolan  office  was  attacked  reportedly  by  a couple of political parties, where Patkar and other activists were physically assaulted  and  verbally  abused. In  protest,  a  few  NBA  activists  and  she began  a  fast;  20  days  later,  they  were  arrested  and  forcibly  fed intravenously.

The  Supreme  Court's  decision  is  still  pending,  seeking  stoppage  of construction  of  the  Sardar  Sarovar  dam.  The  court  initially  ruled  the decision in the Andolan's favor, thereby effecting an immediate stoppage of work at  the dam and directing the concerned states to first complete the rehabilitation and replacement process. The Court deliberated on this issue further for several years but finally upheld the Tribunal Award and allowed the construction to proceed, subject to conditions. The court introduced a mechanism  to  monitor  the  progress  of  resettlement pari  passu with  the raising  of  the  height  of  the  dam  through  the  Grievance  Redressal Authorities in each of the party states. The court’s decision referred in this document,  given  in  the  year  2000  after  seven  years  of  deliberations,  has paved the way for completing the project to attain full envisaged benefits. The court's final line of the order states, "Every endeavour shall be made to see that the project is completed as expeditiously as possible".

Supreme Court's decision

RECYCLING OF WATER

Recycling of waterReclaimed water or recycled water,  is former wastewater (sewage) that is treated to remove  solids  and  certain  impurities,  and used in sustainable landscaping irrigation or to recharge groundwater aquifers.  The  purpose of  these  processes  is sustainability and water conservation,  rather  than  discharging  the treated water to surface waters such as rivers and oceans. In some cases, recycled water can be  used  for  streamflow  augmentation  to benefit ecosystems and improve aesthetics.

The  definition  of  reclaimed  water,  as  defined by  Levine and Asaneo,  is  "The end product of wastewater  reclamation  that  meets  water quality  requirements  for  biodegradable materials,  suspended  matter  and pathogens." In  more  recent  conventional  use, the term refers to water that  is not treated as highly  in  order  to  offer  a  way  to  conserve drinking water. This water is given to uses such as agriculture and sundry industry uses.

Methods of recycling of waterWith so much emphasis on the environment, and an ever-increasing demand for renewable water resources, learning  how  to  recycle  water  not  only  saves  you money,  but  is  also  good  for  the  planet.  Implementing reclaimable-water  ideas and other  comprehensive ecological  solutions help protect aquifers and  replenish lakes, especially during droughts. For tips on how to recycle water, consider these ideas:

1) Initiate the appropriate recycling methods. While  it  is  possible  to sanitize  grey water,  black water,  and even  sea  salt water  to  a degree, you may not be in a position to make the investment required, at least initially. Predetermine your objectives with a clear budget in mind.

2) Conserve water in your everyday routine. Conservation  is  a  critical  link  to  recycling,  and  there  are  numerous  effective ways to conserve water in the average household and in the yard.•Simply turning off the faucet while brushing your teeth could save 300 gallons of water a year.•Cut  back  on  shower  time.  Showering  uses  about  2.5  gallons  of  water  per minute.•Wait till the dishwasher is full. It will use approximately 20 gallons.•Training  children  how  to  use  water  wisely  is  crucial  for  a  lifetime  of  good conservation habits.

3) Compare the water bill before and after. Depending  on  the  methods  you  choose,  recycling  can  be expensive,  but  saves  money  in  the  long  run.  Eliminating  bad habits and reclaiming renewable water allows you the benefit of saving  precious  life  giving  water  and  money  without compromising your lifestyle.

4)Sanitize grey water. Grey  water  is  distinguished  from  black  water  as  anything  not flushed  down  the  commode.  Water  from  showers,  sinks, laundry,  and  humidity  from  air  conditioners  fall  into  this category,  accounting  for  50-80  percent  of  household  waste water. Sanitized grey water can be reclaimed for toilet tanks and irrigation for lawns and gardening, especially during droughts.A grey water harvesting system processes particles in grey water through  a  complex  system  of  filtration,  straining,  and sterilization methods connected directly to your drainage pipes. Storage  tanks  facilitated  by  an  automatic  control  system complete the process, allowing the water to be reused.Grey  water  harvesting  system  can  be  purchased  through reputable dealers. Contact a dealer for consultation on the right system for your needs.

5)Reclaim rainwater. Install a rainwater collection system from to reclaim  relatively  fresh  water  from  rain  and  condensation. Rainwater  collection  systems  may  be  regulated  by  various authorities,  so  check  with  your  municipal  utility  department  to proceed.Rainwater is collected in a storage tank below gutter downspouts. Roofs and gutters should be free of lead solder, paint, leaves, and other foreign material to safely recycle rainwater for drinking.Potable water, or water that is free from pollutants and is safe for drinking,  requires  a  higher  concentration  of  filtration.  Once  the rainwater  is  safely  harvested,  filtration  and  reverse  osmosis  are required to make it potable

Benefits of recycling of waterThe  cost  of  reclaimed  water  exceeds  that  of potable water in  many  regions  of  the  world,  where  a fresh water supply  is plentiful. However,  reclaimed water  is usually sold to citizens at a cheaper rate to encourage its  use. As  fresh water  supplies  become  limited  from distribution  costs,  increased  population  demands,  or climate  change  reducing  sources,  the  cost  ratios  will evolve also.Using  reclaimed  water  for  non-potable  uses  saves potable  water  for  drinking,  since  less  potable  water will be used for non-potable uses.It  sometimes  contains  higher  levels  of  nutrients  such as nitrogen, phosphorus and oxygen which  may somewhat help fertilize garden and agricultural plants when used for irrigation.The  usage  of  water  reclamation  decreases  the pollution  sent  to  sensitive  environments.  It  can  also enhance wetlands,  which  benefits  the  wildlife depending  on  that eco-system.  For  instance,  The  San Jose/Santa  Clara  Water  Pollution  Control  Plant instituted  a  water  recycling  program  to  protect the San  Francisco  Bay area's  natural  salt  water marshes.

Water – as source of energy

Hydroelectric energyHydroelectricity is the term referring to electricity generated by hydropower; the production of electrical power through the use of the gravitational force of falling or flowing water. It is the most widely used form of renewable energy, accounting for 16 percent of global electricity generation – 3,427 terawatt-hours of electricity production in 2010,[1] and is expected to increase about 3.1% each year for the next 25 years.

Generating methods of hydroelectric energyConventional (dams)Most hydroelectric power comes from the potential energy of dammed water driving a water turbine and generator. The power extracted from the water depends on the volume and on the difference in height between the source and the water's outflow.Pumped-storageThis method produces electricity to supply high peak demands by moving water between reservoirs at different elevations.  At times of low electrical demand, excess generation capacity is used to pump water into the higher reservoir.Run-of-the-riverRun-of-the-river hydroelectric stations are those with small or no reservoir capacity, so that the water coming from upstream must be used for generation at that moment, or must be allowed to bypass the damTideA tidal power plant makes use of the daily rise and fall of ocean water due to tidesUndergroundAn underground power station makes use of a large natural height difference between two waterways

Tidal energyTidal power,  also  called tidal energy,  is  a  form  of hydropower that converts  the  energy  of tides into  useful  forms  of  power  -  mainly electricity. Although not yet widely used, tidal power has potential for future electricity generation. Tidal power has traditionally suffered from relatively high cost and limited availability of sites with sufficiently high tidal  ranges  or  flow  velocities,  thus  constricting  its  total  availability. However, many recent technological developments and improvements, both  in  design  and  turbine  technology  ,  indicate  that  the  total availability  of  tidal  power  may  be  much  higher  than  previously assumed, and that economic and environmental costs may be brought down to competitive levels.

Generating methods of tidal powerTidal stream generatorTidal stream generators (or TSGs) make use of the kinetic energy of moving water to power turbinesTidal barrageTidal barrages make use of the potential energy in the difference in height (or head) between  high  and  low  tides.  When  using  tidal  barrages  to  generate  power,  the potential  energy  from  a  tide  is  seized  through  strategic  placement  of  specialized dams.  When  the  sea  level  rises  and  the  tide  begins  to  come  in,  the  temporary increase  in  tidal  power  is  channeled  into  a  large  basin  behind  the  dam,  holding  a large  amount  of  potential  energy.  With  the  receding  tide,  this  energy  is  then converted  into mechanical  energy as  the  water  is  released  through  large  turbines that create electrical power through the use of generators.Dynamic tidal powerDynamic  tidal  power  (or  DTP)  is  an  untried  but  promising  technology  that  would exploit an interaction between potential and kinetic energies in tidal flows.

Geothermal energyGeothermal energy is thermal  energy generated  and stored  in  the  Earth.  Thermal  energy  is  the  energy  that determines  the temperature of  matter.  The  geothermal energy  of  the  Earth's crust originates  from  the  original formation  of  the  planet  (20%)  and  from radioactive decay of minerals (80%). The geothermal gradient, which is the difference in temperature between the core of the planet and its surface, drives a continuous conduction of thermal energy in the form of heat from the core to the surface.  The  adjective geothermal originates  from  the Greek  roots γη (ge),  meaning  earth,  and θερμος (thermos), meaning hot.

HARDNESS OF WATER

Hard WaterHard water is water that has high mineral content (in contrast with "soft water").  Hard drinking  water is  generally  not  harmful  to  one's health, but can pose serious problems in industrial settings, where water hardness  is  monitored  to  avoid  costly  breakdowns  in boilers, cooling towers,  and other equipment  that handles water.  In domestic  settings, hard water  is  often  indicated by a  lack of  suds  formation when soap is agitated in water, and by the formation of limescale in kettles and water heaters.  Wherever  water  hardness  is  a  concern, water  softening is commonly used to reduce hard water's adverse effects.

Sources of hardness

Water's hardness is determined by the concentration of multivalent cations                                                        in the water. Multivalent cations are cations (positively charged metal complexes) with a charge greater than 1+. Usually, the cations have the charge of 2+. Common cations found in hard water include Ca2+ and Mg2+. These ions enter a water supply by leaching from minerals within an aquifer. Common calcium-containing minerals are calcite and gypsum. A common magnesium mineral is dolomite. Rainwater and distilled water are soft, because they contain few ions.The following equilibrium reaction describes the dissolving/formation of calcium carbonate scale: CaCO3 + CO2 + H2O   Ca⇋ 2+ + 2HCO3

−

Calcium carbonate scale formed in water-heating systems is called limescale.Calcium and magnesium ions can sometimes be removed by water softeners.

Temporary hardnessTemporary hardness  is a type of water hardness caused by the presence  of dissolved bicarbonate minerals.  When  dissolved these minerals yield calcium and magnesium cations (Ca2+, Mg2+) and  carbonate  and bicarbonate anions (CO3

2-,  HCO3-).  The 

presence of the metal cations makes the water hard. However, unlike  the  permanent  hardness caused by sulfate and chloride compounds,  this  "temporary"  hardness can be  reduced either by boiling  the water, or by  the addition of lime (calcium  hydroxide)  through  the  softening  process of lime  softening. Boiling promotes  the  formation of  carbonate from the bicarbonate and precipitates calcium carbonate out of solution, leaving water that is softer upon cooling.

Permanent hardnessPermanent hardness is hardness that cannot be removed by boiling. When this is the case, it is usually caused by the presence of calcium sulfate and/or magnesium sulfates in the water, which do not precipitate out as the temperature increases. Ions causing permanent hardness of water can be removed using a water softener, or ion exchange column.Total Permanent Hardness = Calcium Hardness + Magnesium HardnessThe calcium and magnesium hardness is the concentration of calcium and magnesium ions expressed as equivalent of calcium carbonate.Total permanent water hardness expressed as equivalent of CaCO3 can be calculated with the following formula: Total Permanent Hardness (CaCO3) = 2.5(Ca2+) + 4.1(Mg2+)

Effects of hard waterWith hard water, soap solutions form a white precipitate (soap scum) instead of producing lather, because the 2+ ions destroy the surfactant properties  of  the  soap  by  forming  a  solid precipitate (the soap scum). A major component of such scum is calcium  stearate,  which  arises  from sodium  stearate,  the main component of soap:               2 C17H35COO- + Ca2+ → (C17H35COO)2CaHardness can thus be defined as the soap-consuming capacity of a water sample, or the capacity of precipitation of soap as a characteristic property of water  that prevents  the  lathering of soap. Synthetic detergents do not form such scums.