内容正文:
—— 第三章 问题研究 ——
能否淡化海冰解决环渤海地区淡水短缺问题
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问题提出
环渤海地区人口众多、城市密集、产业发达,需水量极大,而淡水资源严重不足。南水北调只能缓解部分城市的缺水状况。淡化海水成本较高,目前推广利用较少。我国渤海每年冬季有较长的结冰期,能形成大面积海冰。能否采用简单技术淡化海水,解决环渤海地区淡水短缺问题?
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研究思路
结合生态环境影响等问题,作综合探讨。
了解渤海海冰的资源量
现实问题 环渤海地区淡水资源严重不足。
海水淡化是否可行?
了解淡化海水的技术及经济可行性。
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视频导入
我国水资源现状
电影《流浪地球》讲述了在2075年,太阳即将毁灭,已经不适合人类生存,而面对绝境,人类将开启“流浪地球”计划,试图带着地球一起逃离太阳系,寻找人类新家园的故事。
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认识环渤海地区
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资料1 认识环渤海地区
材料一:狭义上是指京津冀、辽东半岛、山东半岛环渤海滨海经济带,同时延伸辐射到辽宁、山东、山西以及内蒙古中东部。
全区陆域面积达112万平方公里,总人口2.6亿人;城市 157个,约占全国城市的25%,其中城区人口超百万的城市有13个。
环渤海地区是中国最大的工业密集区,是中国的重工业和化学工业基地。
资料1 认识环渤海地区
材料二:“环渤海地区”水资源状况
思考:结合以上材料分析环渤海地区淡水资源缺乏原因?
人为原因:①人口增长与经济发展:区域城市密集和人口众多,对水资源需求量大。
②水资源浪费严重:部分地区由于节水意识不强,存在较为严重的浪费现象。
③水污染问题:工农业废水的排放影响了水资源水质,加剧了水资源的紧张状况。
自然原因:①降水分布不均:环渤海地区季节性降水变化较大,导致水资源季节分布不均,
②地下水资源不足:该地区地下水位普遍偏低,且地下水开采难度较大,难以满足生活和生产用水需求。
02
认识渤海海冰
资料1:渤海海冰资源量
渤海海水盐度为28‰-31‰。海水在结冰过程中会析出盐分,渤海海冰盐度平均为4‰-13‰。据估算,在气温低于或等于-4℃条件下,渤海海冰每天生成1.86厘米厚。以此海冰生成速度计算,辽东湾每年冬季可采海冰7.4-13次,渤海湾可采3.7-7.4次,莱州湾可开采1.9-3.7次。
在寒冷年份,渤海海冰作为淡水资源的潜在可利用储量可达1000亿立方米,正常年份可达410亿立方米。渤海海冰多生成于岸边,离岸10千米范围内资源量最大。
思考:(1)渤海海冰资源是否可开发利用?为什么?
可以开采。
理由:①渤海海冰融水盐度低;
②海冰可开采时间长,次数多;
③海冰面积大,储量丰富;
④距海岸近,便于开采。
资料1:渤海海冰资源量
渤海海水盐度为28‰-31‰。海水在结冰过程中会析出盐分,渤海海冰盐度平均为4‰-13‰。据估算,在气温低于或等于-4℃条件下,渤海海冰每天生成1.86厘米厚。以此海冰生成速度计算,辽东湾每年冬季可采海冰7.4-13次,渤海湾可采3.7-7.4次,莱州湾可开采1.9-3.7次。
在寒冷年份,渤海海冰作为淡水资源的潜在可利用储量可达1000亿立方米,正常年份可达410亿立方米。渤海海冰多生成于岸边,离岸10千米范围内资源量最大。
思考:(2)为什么渤海海冰可开采次数由北向南递减?
①自南向北温度降低,结冰时间变长;
②北部辽东湾河流注入,海水盐度低,易结冰;
③北部辽东湾海区封闭,海水流动性差,易结冰。
归纳:影响水体结冰的因素
温度、盐度、海水流动性
海水在低温环境中发生冻结时,一部分来不及排出冰体的高浓度盐水被包裹在冰块内部。海冰淡化就是通过各种方法,将高浓度盐水从海冰中分离出来。
方法1:将采集的海冰堆放在一起,控制温度,经过两三个月,海冰中的高浓度盐水会在重力作用下,沿着冰体内部的缝隙自然排出。
方法2 :在低温环境下,将海冰破碎,利用离心机将破碎海冰中的高浓度盐水脱离出来。
研究表明,经过上述方法处理的海冰,融水盐度可低至1‰,符合淡水标准,而且成本低于直接淡化海水。
资料2:渤海海冰淡化研究
思考:(1)采取上述方法淡化海冰,产生的高浓度盐水如何处理?
高浓度盐水
作为化工原料,从高浓度盐水中提取盐、碱和其他有用的成分。
提取盐分
如养殖盐水虾,是耐高盐的小型甲壳动物。
水产养殖
海水在低温环境中发生冻结时,一部分来不及排出冰体的高浓度盐水被包裹在冰块内部。海冰淡化就是通过各种方法,将高浓度盐水从海冰中分离出来。
方法1:将采集的海冰堆放在一起,控制温度,经过两三个月,海冰中的高浓度盐水会在重力作用下,沿着冰体内部的缝隙自然排出。
方法2 :在低温环境下,将海冰破碎,利用离心机将破碎海冰中的高浓度盐水脱离出来。
研究表明,经过上述方法处理的海冰,融水盐度可低至1‰,符合淡水标准,而且成本低于直接淡化海水。
资料2:渤海海冰淡化研究
思考:(2)从供需角度看,淡化海冰生产淡水是否可行?
①从海冰淡化的供应能力来看:海冰淡化的成本有望降到4元/立方米,与工业用水价格相差不多,脱盐后的水可以按需净化达到工业、农业或生活淡水的标准。
②从海冰淡化的市场需求来看:环渤海地区人口众多、城市密集、产业发达,需水量极大,而淡水资源严重不足,尽管采取了南水北调、海水淡化等措施,仍然存在都严重的淡水资源短缺问题。
小组辩论:
是否大规模建设海冰淡化工厂
对于是否大规模建设海冰淡化工厂,环渤海地区政府召开了相关会议,听取意见。作为与会人员,请问你是否赞成建设海冰淡化工厂,表明你方立场,并阐述你方理由。
资源
技术
社会经济
生态
渤海海冰资源数量丰富;质量好,融水盐度低;冬季可开采次数多.
海冰多分布于岸边,易于开采和运输;
若产业化、规模化生产,可降低成本。
缓解水资源短缺状况;
带动就业,促进经济发展。
减轻海冰灾害,利于海洋运输、水产养殖、石油生产等产业活动;
可从高盐度海水提取工业原料、开展海水养殖。
改善陆地因缺水导致的生态问题,如减少地下水的开采,减缓地面沉降。
“一冬冰”,季节性很强,且受全球变暖影响,资源数量不稳定。
技术未完全成熟;
海冰淡化成本高。
海冰供应的季节性强,供水不稳定;
海冰开采后海水盐度升高,影响水产养殖。
如果大量开采海冰,会导致海水盐度升高,可能影响气候,破坏海洋生态环境。
反对
赞成
小组辩论:
是否大规模建设海冰淡化工厂
海冰含盐量接近淡水,适当处理后可作为淡水资源。下图示意渤海及附近区域年平均气温≤-4 ℃日数的分布。据此完成1~3题。
1.图示甲、乙、丙、丁四海域中,海冰厚度最大
的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2.下列城市附近海域,单位面积海冰资源最丰
富的是( )
A.葫芦岛 B.秦皇岛 C.大连 D.烟台
3.推测目前没有大规模开采渤海海冰的原因是 ( )
A.成本过高 B.破坏环境 C.资源量不足 D.市场
B
课堂检测
A
A
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