در حال حاضر آبیاری، هفتاد درصد برداشت جهانی آب شیرین را به خود اختصاص داده است. انقلاب سبز در نیمه قرن گذشته که به شکل چشمگیری تولید غذا را افزایش داد، به طور مشخص در ایالات متحده و آسیا، عمدتاً بر پایه گسترش اراضی آبی تحقق یافت. چون با آبیاری، آب شیرین برداشت‌شده از آبخوان‌ها، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها دوباره در سطح زمین توزیع می‌شود، توازن منطقه‌ای آب با افزایش استفاده مصرفی آب شیرین در اثر تبخیرتعرق تغییر می‌کند.
آبیاری گسترده می‌تواند منابع آب شیرین را کاهش دهد. میزان خالی‌شدن رودخانه‌ها و دریاچه‌هایی که به وسیله بارش‌های امروزی دوباره پر می‌شوند، با توجه به حجم محدودشان (حدود 93000 کیلومتر مکعب در سطح جهان) و اثرات قابل رؤیت استفاده بیش از حد، با محدودیت روبرو است. در مقابل، بهره‌برداری بسیار زیاد و تجدیدناپذیر از منابع آب زیرزمینی که حاصل چندین سال تا چند دهه و در برخی موارد چندین قرن بارش هستند، به دلیل حجم عظیم و همه‌جا پراکنده آنها (حدود 10500000 کیلومتر مکعب) و این واقعیت که اثرات استفاده بیش از حد تا اندازه زیادی قابل رؤیت نیست امکان‌پذیر می‌شود. مطالعه این دو محقق پیشرفت قابل ملاحظه‌ای نسبت به مطالعات پیشین به شمار می‌آید، چرا که به صراحت میزان استفاده تجدیدناپذیر آب زیرزمینی و آب سطحی را به حساب آورده‌اند.
این دو پژوهشگر با استفاده از طیف وسیعی از منابع، تفصیلی‌ترین برآوردها درباره مصارف کشاورزی، صنعتی و خانگی آب شیرین در سرتاسر جهان را گردآوری کرده‌اند. نکته قابل ذکر آن است که در این برآوردها، جریان برگشتی آبیاری و نیز بازچرخانی آب در برداشت‌های صنعتی و خانگی به حساب آمده است. آنان ابتدا استفاده انسانی از آب شیرین را با برآوردهای ذخیره آب شیرین (بر اساس مدل هیدرولوژیکی جهانی و سهم نمک‌زدایی در مناطق ساحلی) مقایسه کردند. همچنین پیش‌بینی‌های آتی موجودی آب شیرین را با احتساب اثرات تغییر اقلیم انجام دادند. سپس با مقایسه موجودی آب شیرین و استفاده آب شیرین، نسبتی از استفاده مصرفی را که از برداشت تجدیدناپذیر آب زیرزمینی و برداشت بیش از حد از آب سطحی حاصل می‌شود مشخص کردند. منظور از برداشت تجدیدناپذیر آب زیرزمینی ، میزان استفاده آب زیرزمینی اضافه بر میزان تغذیه، و برداشت بیش از حد آب سطحی، مقدار جریان زیست‌محیطی تعریف می‌شود که به خاطر استفاده مصرفی، در اختیار اکوسیستم‌های آبی قرار نمی‌گیرد.
مطالعه Wada و Bierkens آشکار می‌کند که استفاده تجدیدناپذیر از منابع آب شیرین در سطح جهان، از سال 1960 تا سال 2010، عمدتاً در نتیجه گسترش آبیاری در ایالات متحده، چین، هند، پاکستان، مکزیک، عربستان سعودی و ایران، 50 درصد افزایش یافته است. این افزایش عمدتاً به برداشت‌های تجدیدناپذیر آب زیرزمینی نسبت داده می‌شود (شکل1). در نتیجه، برآورد می‌شود اکنون 50 درصد برداشت جهانی آب شیرین را آب زیرزمینی تشکیل می‌دهد. پیش‌بینی‌های آتی حاکی از آن است که تغییر اقلیم، استفاده تجدیدناپذیر آب شیرین را در مدیترانه، جنوب افریقا، ایالات متحده، مکزیک و خاورمیانه تشدید خواهد کرد. در سطح جهان، استفاده تجدیدناپذیر آب شیرین پیش‌بینی می‌شود تا انتهای قرن بیست و یکم تا 30 درصد افزایش می‌یابد و 40 درصد مصرف آب انسان را تشکیل خواهد داد. پیش‌بینی می‌شود این میزان افزایش تا اندازه زیادی با برداشت تجدیدناپذیر از آب زیرزمینی تأمین خواهد شد.
افزایش استفاده از این منابع، ذخیره آب زیرزمینی را خالی می‌کند و به اکوسیستم‌های آبی آسیب وارد می‌سازد. علاوه بر این، خالی‌شدن آب زیرزمینی در برخی مناطق مهم کشاورزی جهان اکنون تولید جهانی غذا را تهدید می‌کند. کاهش جبران‌ناپذیر آب زیرزمینی، ظرفیت رویارویی جوامع را با کمیابی آب (در اثر افزایش تقاضا)، و نیز گرم‌شدن زمین تضعیف می‌کند. در جهانی که در حال گرم‌شدن است، بارش تشدید می‌شود، یعنی بارندگی‌های کمتر ولی سنگین‌تر پدید خواهد آمد. تأثیر خشکسالی‌های طولانی‌تر و نوسان بیشتر در میزان دبی رودخانه، اتکای جوامع را به ذخیره آب زیرزمینی تشدید خواهد کرد، آن هم در شرایطی که این منبع در برخی مناطق رو به اُفت دارد.
ما باید ذخیره موجودآب زیرزمینی و پاسخ‌های تغذیه به تشدید بارندگی در اثر تغییر اقلیم را بهتر بشناسیم. همچنین باید وابستگی انسان به آب شیرین تجدیدناپذیر را از طریق ارتقای کارآیی مصرف آب، به ویژه در آبیاری، و با مبادله «آب مجازی» کاهش دهیم. اگر به مسیر کنونی خود ادامه دهیم، «زمانی ارزش آب را خواهیم فهمید که دیگر چاه‌ها خشک شده‌اند.»
شکل1- برداشت آب زیرزمینی در کشورهای مهم آبیاری. این نمودار مجموع برداشت آب زیرزمینی و برداشت تجدیدناپذیر آب زیرزمینی را در سال‌های 1960، 2010 و 2099 در کشورهای هند، ایالات متحده، چین، پاکستان، ایران، مکزیک و عربستان سعودی بر اساس برآوردهای Wada و Bierkens نشان می‌دهد. این کشورها در سال 2010، 74 درصد برداشت جهانی آب زیرزمینی را تشکیل می‌دادند. نسبت برآوردشده برداشت تجدیدناپذیر آب زیرزمینی در فاصله سال‌های 1960 تا 2010 در تمام کشورها به جز پاکستان افزایش داشته است.