内容正文:
水资源与国家安全
淡水湖泊水
河流水
冰川水
地下水
广义水资源:广义的水资源是指地球上所有的气态、液态和固态的天然水。
狭义水资源:狭义的水资源是人类能够直接使用的淡水即自然界水循环过程中,大气降水落到地面形成径流,流入江河、湖泊、沼泽和水库的地表水,以及渗入地下的地下水。
知识回顾——水资源的概念(水体类型及组成)
海洋水约97﹪
陆地水不足3﹪
河水
湖泊水
沼泽水
地下水
冰川
冰川是淡水的主体,主要分布在两极地区和中低纬度高山地区,水量占全球淡水储量的2/3。
人类利用较多的淡水资源,主要是河水、淡水湖泊水,以及浅层地下水,约占全球淡水储量的0.3﹪
知识回顾——水资源的概念(水体类型及组成)
从水资源总量来看,我国水资源丰富,占全球水资源总量的6%,居世界第六位。从人均水资源来看,我国人均水资源为 2000立方米左右,约为世界人均拥有量的1/4,属于世界人均水资源较为贫乏的国家之一。然而,我国又是世界上用水量最多的国家,2017年我国淡水取用量6043.4亿立方米。
一、我国水资源概况
水资源总量(单位:亿立方米)
径流总量 巴西 俄罗斯 加拿大 美国 印尼 中国 印度 52000 40000 31000 30000 28000 26000 18000
(一)时空分布不均,缺水问题突出
夏秋多、冬春少和年际变化大
南多北少、东多西少
空间分布
时间分配
一、我国水资源概况
5
水资源分布与用水需求间的矛盾突出, 我国水资源的空间分布与人口、土地、产业布局之间存在着明显的不匹配性。
主要表现:
一是供求总量不平衡,需水量增长速度超过可供水量增长速度;
二是沿海发达地区的用水缺口明显扩大,制约了当地经济社会的发展;
三是工农业和服务业用水量不断增加,对水资源的可持续利用构成了很大压力
(一)时空分布不均,缺水问题突出
一、我国水资源概况
分布区:北方地区、西北地区
影响因素:气候、地形、地质等
分布区:南方地区
影响因素:不合理用水、水体受到污染
资源型缺水
水质性缺水
当用水需求超过水资源供给能力时,就会出现水资源短缺的现象。
(一)时空分布不均,缺水问题突出
一、我国水资源概况
水窖又叫旱井,一般是修建于地面以下并具有一定容积的蓄水建筑物,由水源、管道、沉沙、过滤、窖体等部分组成。水窖多修建在我国西北干旱、半干旱地区土层较厚的山塬地下。西北地区修筑水窖历史悠久,20 世纪90年代发展较快。
地头水柜,又称集雨浇灌工程,就是用水泥和石块砌成的蓄水池,大者可装上千立方米的水,小的也能装一百立方米左右。因有的蓄水池状如柜子,又大多建在田间地头,当地人称为地头水柜。在我国西南喀斯特地貌发育的地区比较普遍。
1.分析西北地区和喀斯特地貌区水资源短缺的原因
西北地区:地处内陆,远离海洋,气候干旱,降水少,蒸发强;工农业发展和人口增加,生产和生活用水量增多
喀斯特地貌区:地表崎岖,土层贫瘠,土壤贮水、保水能力弱;岩石裂隙、漏斗、地下溶洞发育,地表降水极易快速转移到地下深处,开采利用困难;水利设施薄弱,工程性缺水严重
水资源短缺原因分析思路:
思考方向 规范答题术语
自然要素 蒸发 气温高,蒸发量较大
降水 降水少,降水季节(年际)变化大
地表径流 山地比重大,地势起伏大,不易蓄水;面积狭小,河流短小, 储水空间有限;喀斯特地貌区下渗严重,地表水缺乏
地下径流 土层薄、坡度大、下渗少, 持水保水性差
人为要素 人口 人口数量多,水资源需求总量大;
人口增长快,生活水平提高,人均水资源量减少
农业 耕地面积大;水土配合欠佳;不合理的水资源利用方式,如大水漫灌等
工业 高耗水重工业比重大,污水处理不足,水资源重复利用率低
其他 水资源管理法规和制度不完善;
保护水资源的宣传不够,公民节水意识不强,水污染、浪费严重
水资源短缺的应对措施:
开源 修建水库,储存雨季降水;
合理开采地下水;
海水淡化;
跨流域调水等
节流 ①农业:推广喷灌、滴灌技术,发展节水农业
②工业:调整工业结构;限制高耗水工业的发展
③其他:控制人口增长;
意识先行,加强宣传教育,提高节水意识;
净化污水,提高水资源的循环利用率;
合理分配河流上中下游水资源;
提高水质,防治水污染;
加强水资源管理,适当提高水价等
水窖又叫旱井,一般是修建于地面以下并具有一定容积的蓄水建筑物,由水源、管道、沉沙、过滤、窖体等部分组成。水窖多修建在我国西北干旱、半干旱地区土层较厚的山塬地下。西北地区修筑水窖历史悠久,20 世纪90年代发展较快。
地头水柜,又称集雨浇灌工程,就是用水泥和石块砌成的蓄水池,大者可装上千立方米的水,小的也能装一百立方米左右。因有的蓄水池状如柜子,又大多建在田间地头,当地人称为地头水柜。在我国西南喀斯特地貌发育的地区比较普遍。
2. 说明水窖和地头水柜的主要功能和作用。
水窖和地头水柜是存储雨水和地表径流的一种水利设施,提供人畜饮水和农业灌溉用水,也起蓄水保土的作用
水窖又叫旱井,一般是修建于地面以下并具有一定容积的蓄水建筑物,由水源、管道、沉沙、过滤、窖体等部分组成。水窖多修建在我国西北干旱、半干旱地区土层较厚的山塬地下。西北地区修筑水窖历史悠久,20 世纪90年代发展较快。
地头水柜,又称集雨浇灌工程,就是用水泥和石块砌成的蓄水池,大者可装上千立方米的水,小的也能装一百立方米左右。因有的蓄水池状如柜子,又大多建在田间地头,当地人称为地头水柜。在我国西南喀斯特地貌发育的地区比较普遍。
3. 分别指出修建水窖和地头水柜需要注意的问题。试以某地区为例,设计一个水窖或地头水柜的建造方案
问题:修建水窖应重点做好防渗工作,以饮用水为主的窖池,应远离污染源;修建地头水柜应注意有足够的集流场,水柜位置一般应高于所需灌溉的农田。
方案:水窖建造方案首先是根据地形地质、集流场地、主要用途等选择窖址,提供生活用水的水窖建在村庄附近,提供灌溉用水的水窖建在田头路旁;其次根据场地大小、建筑材料和当地土质确定窖型,最后是配套工程,包括集流场、输水渠、沉沙地、防洪栅、进水管、窖口井台等,并且动工修建水窖。
阿拉伯联合酋长国石油资源丰富,但缺乏淡水。淡化海水是该国主要的淡水来源。在2018年国际淡水资源峰会上,阿布扎比水电管理局宣布阿联酋已经建成迄今为止世界上最大的人工淡化海水储备库。储备库位于阿联酋南部的利瓦沙漠下的含水层中,距离海岸的海水淡化厂约160千米。
1.分析阿联酋淡水资源不足的主要原因。
常年受副热带高压控制,气候干旱,降水少蒸发强;
人口的增长,工农业的发展和城市化进程,用水量增加
阿拉伯联合酋长国石油资源丰富,但缺乏淡水。淡化海水是该国主要的淡水来源。在2018年国际淡水资源峰会上,阿布扎比水电管理局宣布阿联酋已经建成迄今为止世界上最大的人工淡化海水储备库。储备库位于阿联酋南部的利瓦沙漠下的含水层中,距离海岸的海水淡化厂约160千米。
2. 阿联酋在沿海修建海水淡化厂,建立淡水储备库。这样做有哪些重要意义?
增加淡水总量,缓解水资源危机,保障生产、生活稳定供水,维护国家经济安全和社会稳定
来源:工业生产、农业生产、生活污水
表现:
①我国单位工业产值的污染排放量明显较高,城市污水排放量日益增长,处理率也不高;
②目前,我国的河流、湖泊和水库都受到不同程度的污染。因为水体自净能力有限,北方的污染负荷普遍重于南方。淮河、淮河、辽河、太湖、巢湖、滇池等流域人口稠密地区,水体污染相对严重。
滇池蓝藻爆发
水污染
(二)水污染问题严重
一、我国水资源概况
地下水污染
我国水资源总量的1/3是地下水,全国绝大部分地下水都遭受不同程度的污染,其中浅层地下水的污染情况尤为严重。
(二)水污染问题严重
一、我国水资源概况
海水入侵:在我国沿海地区,由于人为超量开采地下水,破坏了地下水与海水之间的动力平衡,海水侵入滨海地区的地下水中,发生海水入侵现象。结果使灌溉用水变咸,导致土壤盐渍化,灌溉机井报废,水田面积减少,并引发水质性缺水。
(二)水污染问题严重
一、我国水资源概况
水体富营养化是指在人类活动的影响下,氮、磷等营养物质大量进入湖泊、水库、河流等水体,导致水中营养元素过剩,藻类等水生生物大量繁殖,致使水体透明度下降,溶解氧浓度降低,鱼类及其他生物大量死亡,水质明显恶化。
1. 人类主要通过哪些途径排放富含氮和磷的污水?如何加以控制?
排放途径: 工业废水、 农田退水、 畜禽和水产养殖废水、 生活污水、 城市地面径流等。
水体富营养化是指在人类活动的影响下,氮、磷等营养物质大量进入湖泊、水库、河流等水体,导致水中营养元素过剩,藻类等水生生物大量繁殖,致使水体透明度下降,溶解氧浓度降低,鱼类及其他生物大量死亡,水质明显恶化。
1. 人类主要通过哪些途径排放富含氮和磷的污水?如何加以控制?
控制措施:
①制定营养物质的排放标准和水质标准,检测排入水体的氮、磷等污染物的含量;
②根据氮磷的含量,实行总量控制;
③实施截汚工程或者引排污染源,去除、降低污水中氮磷含量;
④制定或岀台限制含磷洗涤剂的政策,推行无磷洗涤剂;
⑤推行清洁生产,控制工业污染源;
⑥发展生态农业,减少化肥,农药的使用等。
水污染严重原因分析思路:
(水体自净能力差,污染物排放量大,超过水体的自净能力,就会造成水污染)
思考方向 规范答题术语
自然原因 气候 气温高,利于水体中藻类的生长,加剧水体富营养化;
降水少,水体自净能力差
地形 地形较封闭,不利于与外界水体交换
水文 一般径流量越小,流速越小,流域水质越差
生物 流域内植被较少,植被拦截净化作用较差
人为原因 经济 农业发展中大量使用农药、化肥,农业污染严重;
高污染的重工业比重大,工业污染严重
社会 人口众多,生活污水排放量大;
环保意识较差;水污染防治的法律法规不完善
水污染治理的措施:
①推行清洁生产和循环经济
②加强农村水源污染的防治
③加快城镇污水处理厂建设,大力发展环保产业
④进行产业结构调整,关、停、并、转耗水量大、污染重、治污代价高的企业
⑤适当提高水污染排污费的收费指标
⑥加强水污染的危害性宣传教育
在我国,土渠输水、大水漫灌等传统灌溉方式仍普遍沿用,农业是水资源的浪费大户
我国工业用水的重复利用率低;我国工业万元产值平均用水量高
城镇居民用水铺张浪费现象也十分严重
(三)水资源利用率低,浪费严重
一、我国水资源概况
解决水资源地区分布不均的措施:
跨流域调水(如南水北调、澳大利亚东水西调)
(一)兴修水利,优化水资源配置
二、我国水资源安全的保护措施
通过修建水利工程,比如水库、渠道、跨流域调水工程等,可以解决水资源时空分布不均衡的问题
解决水资源时间(季节)分布不均的措施:
兴修水库(水库可以在河流洪水期蓄水,枯水期放水,从而调节河流水量的时间变化)
(一)兴修水利,优化水资源配置
二、我国水资源安全的保护措施
通过修建水利工程,比如水库、渠道、跨流域调水工程等,可以解决水资源时空分布不均衡的问题
完善综合防洪减灾体系,加强江河湖泊治理工程建设,继续推进大江大河大湖堤防加固、河道治理、控制性枢纽和蓄滞洪区建设等
(一)兴修水利,优化水资源配置
二、我国水资源安全的保护措施
因地制宜地利用水资源,是水资源安全保护的重要方式,如新疆的坎儿井、黄土高原的水窖、建设“海绵城市”等
黄土高原水窖
近年来,很多城市都出现过“雨季一来,城市看海”的情景。在硬化的地面上,雨水只能从管道中集中排走,强降雨一来,管道不够用,河道水位过高,就出现城市洪水或内涝。为了解决这一问题,人们从修建地下排水网络到构筑绿色屋顶,不断探索控制城市洪涝的方法。例如,建设“海绵城市”就是其中一种方案。该方案通过充分发挥建筑、道路和绿地等对雨水的吸纳、蓄渗和缓解作用,从而控制雨水径流,实现自然存储、渗透的城市防洪目的。
(1)如何建设海绵城市?
①采用透水混凝土、透水砖等材料;
②建设雨水花园,吸收净化雨水,减少地表径流;
③改造屋顶绿化;
④规划建设雨水收集系统;
⑤恢复自然水体;
近年来,很多城市都出现过“雨季一来,城市看海”的情景。在硬化的地面上,雨水只能从管道中集中排走,强降雨一来,管道不够用,河道水位过高,就出现城市洪水或内涝。为了解决这一问题,人们从修建地下排水网络到构筑绿色屋顶,不断探索控制城市洪涝的方法。例如,建设“海绵城市”就是其中一种方案。该方案通过充分发挥建筑、道路和绿地等对雨水的吸纳、蓄渗和缓解作用,从而控制雨水径流,实现自然存储、渗透的城市防洪目的。
(2)想一想,“海绵城市”除了能有效防涝,还有哪些功能?
还有蓄水供水、缓解水资源短缺、净化雨水径流污染、修复城市环境、保护生物多样性、缓解城市热岛效应、改善人居环境等功能。
近年来,很多城市都出现过“雨季一来,城市看海”的情景。在硬化的地面上,雨水只能从管道中集中排走,强降雨一来,管道不够用,河道水位过高,就出现城市洪水或内涝。为了解决这一问题,人们从修建地下排水网络到构筑绿色屋顶,不断探索控制城市洪涝的方法。例如,建设“海绵城市”就是其中一种方案。该方案通过充分发挥建筑、道路和绿地等对雨水的吸纳、蓄渗和缓解作用,从而控制雨水径流,实现自然存储、渗透的城市防洪目的。
(3)议一议,你认为还有哪些防治城市洪涝的措施?
加强对暴雨洪涝的监测和预警;
增加城市绿地和通透式路面;
完善城市排水设施;
整治和恢复生态河网;
建立与完善防涝抗涝的应急体系
主要措施包括:
①结合产业结构和经济布局调整,推广和普及节水技术,提高用水效率,进而提高水资源的承载能力
②改进陈旧的灌溉系统,将大水漫灌改为更加节约的喷灌或滴灌等,发展节水高效的现代灌溉农业和现代旱作农业
③加强宣传教育,提高公民节水意识,减少浪费
自动喷灌技术
滴灌技术
(二) 节约用水,构建节水型社会
二、我国水资源安全的保护措施
排放污染物时,必须充分考虑水体的承载能力,把环境污染控制在特定限度之内
通过法治、管理、科技等手段,预防和治理水污染
建立水质监测体系,发动社会各界力量,共同参与监督管理
发挥地理信息技术在水污染防治过程中的重要作用
遥感卫星监测水污染
遥感卫星监测海洋污染
遥感技术
可快速准确地查明水体污染的范围、程度等,还具有实时预报和动态监测能力
(三)水污染防治
二、我国水资源安全的保护措施
跨境水资源开发的重要意义与基本原则:
重要意义:
跨境水资源的开发利用,牵涉到所在国家的发展与安全
基本原则:
国际性河流的沿河各国需要相互理解,彼此尊重,协调一致,统一制定水资源利用与保护方案,促进沿河国家的合作共赢
水资源和国家安全的关系:
全球人口增长
经济社会发展
水资源紧缺有加剧趋势
社会动荡
地区冲突
各国
争水
三、跨境水资源与国家安全
我国有2.2万千米长的陆地边界,与陆地上邻国大多有河流相通,国际河流多达86条。读图,结合我国地形图,完成相关任务。
(1)流经我国的国际性河流主要有哪些?
我国国际性河流主要分布于东北、西北和西南三大片区。
东北主要有黑龙江、 鸭绿江、 图们江、 绥芬河;
西北主要有额尔齐斯河一鄂毕河、 伊犁河、 塔里木河;
西南主要有伊洛瓦底江、怒江一萨尔温江、澜沧江一湄公河、珠江、 雅鲁藏布江一布拉马普特拉河、 巴吉拉提河(恒河)、森格藏布河(印度河)、元江一红河。
我国有2.2万千米长的陆地边界,与陆地上邻国大多有河流相通,国际河流多达86条。读图,结合我国地形图,完成相关任务。
(2)说出我国主要国际性河流的补给类型。
东北地区的国际性河流主要以雨水和季节性积雪融水补给为主,此外还有地下水等补给形式;
西北地区的国际性河流以冰雪融水补给为主, 此外还有雨水、地下水等补给形式;
西南地区的国际性河流以雨水补给为主, 此外还有冰雪融水、地下水等补给形式。
巴拉圭河是南美洲第五大河流,是巴拉那河的主要支流。巴拉圭河上游位于巴西高原,中下游均位于低洼的巴拉圭平原,流域内地表多为黏重的土壤。巴拉圭河中上游沿岸沼泽湿地为世界上最大的湿地,生物资源丰富。巴拉圭河流量季节变化较大,科伦巴以上河段汛期一般为每年1—3月份,科伦巴以下河段汛期一般为每年6—8月份,河口附近汛期在2-6月。
(1)推测巴拉圭河从源头至河口间不同河段流量季节变化特征,并从气候、地形、流域等方面分析造成这些变化的原因。
①上游河段处于热带草原气候区,1-2月份为湿季,降水多,6-8月份为干季,降水少,汛期为1-2月,7-8月流量最小;
②中游河段气候向亚热带季风性湿润气候过渡,夏季(1-4月)受来自海洋的气流影响,降水多,但由于流经广阔的沼泽平原,广大湿地对河流流量的调节作用明显, 使该河段的汛期向后推延至6-8月;
巴拉圭河是南美洲第五大河流,是巴拉那河的主要支流。巴拉圭河上游位于巴西高原,中下游均位于低洼的巴拉圭平原,流域内地表多为黏重的土壤。巴拉圭河中上游沿岸沼泽湿地为世界上最大的湿地,生物资源丰富。巴拉圭河流量季节变化较大,科伦巴以上河段汛期一般为每年1—3月份,科伦巴以下河段汛期一般为每年6—8月份,河口附近汛期在2-6月。
(1)推测巴拉圭河从源头至河口间不同河段流量季节变化特征,并从气候、地形、流域等方面分析造成这些变化的原因。
③下游河口河段附近有地处热带草原气候和亚热带湿润性气候影响的皮科马约河和贝尔梅塞河等支流的汇入,汛期在2-6月。
2016年7月,巴拉圭与阿根廷边境遭遇严重干旱,地面龟裂,巴拉圭皮科马约河河水枯竭,原本生活在河水中的鱼类被晒干,许多哺乳动物因为高温和水资源短缺,也难逃干渴致死的命运。有人认为,巴拉圭河部分河段干涸与各国协调管理不够也有很大关系。巴拉圭河是南美著名的国际性河流,但南美各国间多年来对于水的重要性重视不够。
(2)综合分析 2016 年皮科马约河出现河水枯竭的地理原因。
①处于旱季,降水少,蒸发强,河水水位下降;
②河道淤泥未能及时清理,导致河道多处水流受阻,加剧河水干涸;
③流域内植被遭到破坏,涵养水源能力下降;
④过度开垦发展种植业,农业用水量增大 ;
⑤流域内各国协调管理不够。
(3)为了充分利用巴拉圭河的水资源,流域各国需要在哪些方面协调?
防洪、农业灌溉、水量分配、水电开发、航运建设、控制跨境水污染、生态环境保护等方面。
$