内容正文:
第二节 南水北调对区域发展的影响 讲义
一、学习目标与课程标准
1. 课程标准要求
本节课对应的课程标准条目是:以某区域为例,说明资源跨区域调配对区域发展的影响。所谓“以某区域为例”,就是不能停留在背诵结论,而要能够把一个具体工程(如南水北调、西气东输)当作案例,从资源分布、区域需求、调配方式、影响后果四个环节做完整分析。
2. 四维学习目标
素养维度
本课具体要求
区域认知
说出我国水资源的南北分布差异,指出南水北调三线工程的起讫点与受水区。
综合思维
从资源、经济、社会、生态四个角度,综合分析调水对调入区、调出区和沿线地区的影响。
人地协调观
理解调水工程与人水关系的协调,能评价水源地保护、生态补偿与节水措施的合理性。
地理实践力
结合丹江口库区移民、水质保护等真实情境,提出水源保护与生态补偿的可行性建议。
二、核心概念:资源跨区域调配
1. 概念
自然资源及初级开发产品的跨自然区域或行政区域的人为调配,叫做资源跨区域调配,例如矿产资源、水资源的跨区域调配。水资源的跨区域调配通常表现为跨流域调水,即把水资源较丰富的流域的水,调到水资源相对短缺的流域。
2. 调配的原因(本节最核心的逻辑链)
原因只有一句话:原因只有一句话:自然资源地区分布不均,与区域对资源的需求不匹配。教材给出的分析框架可以概括为三个“不平衡”。
自然分布不平衡——存在明显的资源富集区和资源贫乏区;
供需不平衡——区域对资源的需求与该地区所赋存的资源量不匹配;
经济发展不平衡——调出区往往资源储量大、开发程度低,调入区经济发达、需求量大而资源有限。
资源跨区域调配在经济、社会发展必需的前提下进行,其根本目的是:资源跨区域调配在经济、社会发展必需的前提下进行,其根本目的是:使区域发展需求与自然资源供给趋于平衡。
3. 我国主要的资源跨区域调配工程
除南水北调外,常见的调配工程还包括:西气东输、西电东送、北煤南运、引黄入晋、引滦入津等。它们调配的资源种类不同,但分析思路完全一致。
图 引滦入津、引黄入晋等跨流域调水工程示意(与南水北调同属水资源跨区域调配)
影响分析的统一框架
资源:调入区——缓解资源短缺;调出区——促进资源开发。
经济:调入区——缓解供应紧张,促进经济发展;调出区——变资源优势为经济优势,增加收入。
社会:调入区——带动相关产业与基础设施建设;调出区——增加收入、扩大就业,带动城市化。
生态环境:调入区——优化利用结构、改善环境质量;调出区——经济收入增加后更有能力保护生态。
区域协调:实现地区间资金、技术、资源的合理配置,缩小区域差距。
三、实施南水北调工程的背景
1. 我国水资源的特点:南多北少,水土配合欠佳
我国水资源地区分布不均,南方水多、北方水少;而且水资源的地区分布与人口、耕地的空间分布不匹配,水土资源配合欠佳。北方地区人口稠密、城市密集,生活与工农业生产对水资源的需求量大,但水资源相对贫乏;南方地区水网密集,水资源丰富,需求量相对小于供应量。
图 我国水资源总量与人均占有量南北对比(北方人均约747立方米,南方约3480立方米)
从数据中读出结论
总量上看:南方约占全国水资源总量的80%,北方约占20%,但北方集中了全国约一半的耕地。
人均上看:北方人均水资源量不足800立方米,处于缺水或严重缺水状态;南方人均则在3000立方米以上。
空间上看:长江流域及以南地区水资源丰沛,而黄淮海平原(华北平原)人口、耕地、城市密集,却极度缺水。
这一组“不匹配”是南水北调工程必须上马的根本原因。
2. 南水北调的总体布局:“四横三纵”
南水北调工程规划了东、中、西三条调水路线,把长江、淮河、黄河和海河相互连接,形成我国水资源“四横三纵、南北调配、东西互济”的总体布局。
其中“三纵”就是东线、中线、西线三条调水线路,“四横”是长江、淮河、黄河、海河四大江河。三条线路各有合理的供水目标和范围,共同构成我国水资源优化配置的主骨架。截至规划期末,东、中、西三线总调水规模约448亿立方米:东线148亿立方米、中线130亿立方米、西线170亿立方米。
3. 调水的方式
南水北调的输水不是“一条渠道修到底”,而是根据地形、河流、城市分布等条件组合使用多种方式。主要有明渠、渡槽、暗涵、管涵、隧洞、倒虹吸六种。
图 南水北调的四种输水方式:明渠、管涵、暗涵、渡槽
明渠:开挖露天渠道输水,造价低、便于管理,但易受污染、蒸发和下渗影响;
渡槽:渠道从河流或道路上方凌空跨越,俗称“水上立交”,工程量与施工难度最大;
暗涵:在地下修建封闭的箱涵输水,不占用地面、不受地面建筑影响,常用于穿城段;
管涵与隧洞:用于穿越山体、道路、河流和城市建成区,技术要求高;
倒虹吸:利用上下游水位差,让水流呈弓形向下穿过河流或道路,是渠道“立交”的常用形式。
由此可见,南水北调远不止一条水渠,而是一个涵盖大坝、水库、渠道、泵站、渡槽、隧洞、管涵、暗涵在内的超大型工程集群。
四、南水北调工程建设:东、中、西三线
三线工程按照长江上、中、下游的水源条件分别布局,水源、受水区、线路走向、输水方式各不相同,是本节课的第一个高频考点。
1. 东线工程
起点与走向:东线工程以江苏省扬州市江都水利枢纽为起点,沿京杭运河逐级提水北送,途经江苏、山东、河北三省,向华北地区输送生产生活用水,终点为天津,另一路向东经济南输水到烟台、威海。
图 东线工程以江都水利枢纽为起点,沿京杭运河逐级提水北送
如何实现:东线最大的技术难题是“水往高处流”。从调水起点到黄河南岸,地面高程升高近40米,因此必须在黄河以南的线路上布置梯级泵站,一级一级把水抬升。东线一期工程沿线建有34处站点、160台水泵,共计13级泵站,是目前世界上规模最大的梯级泵站群调水工程,年调水能力约88亿立方米。
技术优化:为降低能耗,技术人员研发了灯泡贯流泵,水流不必转弯即可直接通过,电能转化率由传统立式轴流泵的65%提高到81%。黄河以南需动力提水,过黄河后可顺势自流。
优缺点:优点:可调水量大;利用京杭运河及平行河道,并有洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖等天然湖泊调蓄,工程量小、投资少、工期短。缺点:黄河以南地势南低北高,需梯级抽水北送,耗能大、运营费用高;位于长江下游,沿江工业园区众多,输水沿线油田、煤矿及工业城镇密集,水质相对较差,治污成本高。
2. 中线工程
起点与走向:中线工程从汉江中上游的丹江口水库引水,在丹江口水库东岸河南省淅川县陶岔渠首开挖干渠,自流到干渠终点北京市颐和园团城湖,输水干渠总长1277千米(含天津输水干线共约1432千米),途经河南、河北、北京、天津4个省、直辖市。工程一期年调水95亿立方米,为沿线十几座大中城市提供生产生活用水。
图7 中线工程水源地——丹江口水库
为什么能自流:中线能够全线基本自流,关键有三处工程:一是加高丹江口大坝。大坝加高14.6米,使水库正常蓄水位抬高到170米,比北京高出100余米,水由此获得自流北上的势能。二是利用方城垭口。秦岭东部分隔长江与淮河流域,桐柏山与伏牛山之间的垭口高程仅约145米,为渠道留出了一条“天然缝隙”,避免了长距离穿山隧洞。三是穿越黄河。在郑州以西(孤柏嘴附近)以两条长4250米的穿黄隧洞让长江水与黄河“立交”。
关键工程:中线沿途需穿越大小河流686条,为避免洪涝与污染,共修建27座大型梁式渡槽。其中沙河渡槽位于河南省鲁山县境内,跨沙河、将相河、大郎河三条河流,全长11.9千米,槽身最大高度9.6米,是世界上规模最大的渡槽工程。
图 沙河渡槽:中线干渠凌空跨过沙河等河流
优缺点:优点:水量较大、水质较好;地势南高北低,基本可自流引水,运营成本低。缺点:没有现成河道可利用,需全部从零开挖新渠道,工程量大、造价高;占用大量耕地,移民多。
3. 西线工程(规划中)
规划方案:规划中的西线工程从长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库,开凿穿过长江与黄河的分水岭巴颜喀拉山的输水隧洞,调长江水入黄河上游。
供水目标:西线的供水目标主要是解决青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西6个省(自治区)黄河上中游地区和渭河关中平原的缺水问题,是补充黄河上游水资源不足、解决我国西北地区干旱缺水的重大战略工程。
优缺点:优点:青藏高原地势高于华北、西北,可自流供水;水质好。缺点:长江上游水量有限,可调水量不大;地处高原,需采用超长隧洞穿越雪山,地形地质复杂,工程技术难度极大。
实施状态:需要特别强调的是:截至目前,东线、中线一期工程已建成通水,西线工程仍处于规划论证阶段,尚未开工建设。
4. 三线工程对比表(必背)
比较项目
东线
中线
西线
水源地
长江下游江苏扬州江都水利枢纽
长江最大支流汉江的丹江口水库
长江上游通天河及支流雅砻江、大渡河上游
受水区
淮河下游、山东黄河下游沿线14个大中城市,缓解京津及胶东地区缺水
河南、河北、北京、天津,缓解海河平原及黄河下游城市缺水
青、甘、宁、内蒙古、陕、晋,缓解黄河上游及西北干旱地区缺水
线路走向
沿京杭运河提水北送,连洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖,在山东分两路
陶岔渠首开挖干渠,过方城垭口,郑州以西穿黄,沿京广铁路西侧北上
筑坝建库,以引水隧洞穿巴颜喀拉山,自流入黄河上游
输水方式
黄河以南梯级泵站提水,黄河以北顺势自流
基本自流
隧洞自流
优点
可调水量大;利用京杭运河,工程量小、投资少、工期短
水量较大、水质较好;基本自流,运营成本低
可自流供水;水质好
缺点
需梯级抽水,耗能多、运营费用高;水质较差,治污成本高
需开挖新渠道,工程量大、造价高;占用耕地多,移民多
长江上游水量有限;地形复杂,工程技术难度大
建设状态
一期已通水
一期已通水
规划论证中,尚未开工
图 输水沿线的污水处理与人工湿地净化设施(保障水质的关键工程)
五、南水北调工程对区域发展的影响
这是本节课的落脚点。分析“对区域发展的影响”,答题的规范做法是:先分对象(调入区、调出区、沿线地区),再分性质(有利影响与不利影响),最后分角度(资源、经济、社会、生态)。
1. 教材归纳的四方面影响
(1)保障城市的供水饮水安全
南水北调实现了水资源的跨区域调配,东、中线一期工程建成后,直接给沿线的253个县级以上城市供水,大大提高了这些城市的供水保证率。在东水与当地水源联合供水、相互补充的情况下,各受水城市的生活和工业供水保证率提高到了90%以上。通水以来,南水由补充水源逐步跃升为许多北方大中城市的主力水源:北京城区七成以上供水为南水,天津主城区供水几乎全部为南水。南水还使北方700多万人口结束了长期饮用高氟水、苦咸水的历史。
(2)保障农业用水
南水北调可在一定程度上解决北方地区的农业用水问题。一方面,工程补充了灌溉用水;另一方面,城市获得了充足水源后,长期被城市占用的农业用水得以退还,增加的城市生活供水经处理后还可用于城郊农业,相当于间接增加了农业可用水量。
(3)改善沿线地区人居环境
南水北调中线沿线形成了一条长1000多千米、宽几十米到几百米的生态带;同时,工程本身为北方地区增加了一条人工河。两条生态带的建设增加了沿线绿色生态景观,大大改善了人居环境。
图 生态补水后的北方河湖湿地
例如郑州南水北调生态文化公园,长约8千米的干渠两侧各设200米宽的绿化带,且靠近干渠一侧不设置人行步道和游乐设施,尽量减少人类活动对渠水的影响——这一细节体现了“保护优先”的工程理念。
(4)提高生态安全
北方地区水资源增加后,可以严格控制地下水超采,有利于地表水、土壤水与地下水的循环,防止地下水位持续下降和地面沉降。东、中线一期工程建成后,北京地下水位16年来首次回升。此外,工程利用每年汛期前的富余水量实施生态补水,有效改善了沿线50余条河流的生态环境;同时通过污水处理与人工湿地等措施推进水污染防治。
教材同时提醒:教材同时提醒:水资源的跨区域调配也会对调出区和流经地区产生影响,因此必须处理好水源地保护、水污染防治与移民安置问题。
2. 影响分析的完整框架(考试答案模板)
作用对象
有利影响
不利影响(需关注与防范)
调入区(华北)
增加水源、扩大水域;缓解生产生活用水紧张;退还农业用水;改善人居环境和河湖生态;控制地下水超采,防止地面沉降
不合理灌溉可能引起地下水位上升,导致土壤次生盐渍化
调出区(长江下游)
调出水量占比很小,对长江总体径流量影响有限
径流量减少;河口地区盐度升高,影响水质;部分河段泥沙淤积加重,航道淤塞
工程沿线地区
带动相关产业与基础设施建设;生态带建设改善环境;东线还提高了京杭运河的通航保证率
移民搬迁;工程建设影响水生生物;部分地段地下水位上升,易发生土壤盐渍化
社会、经济、生态效益的规范表述
社会效益:改善受水区投资环境,缓解用水不足,促进城乡、地区、工农业之间的用水协调,有利于社会安定。
经济效益:破除调入区水资源短缺的瓶颈,促进经济稳定健康发展,拉动相关产业发展。
生态效益:美化受水区环境,控制地下水位下降和地面沉降,改善河湖生态。
不利影响可概括为:调出区径流量减少、河口盐度升高、泥沙淤积加重;沿线移民、影响水生生物、局部土壤盐渍化。
3. 水质:决定工程成败的关键
南水北调的成败在水质。东线位于长江下游,沿江工业园区众多,输水沿线有油田、煤矿及工业发达的城镇,大量污水排放会降低水质;中线水源地丹江口水库为库区提供70%的水量,其水质直接决定进京水质。因此工程建设遵循“先节水后调水、先治污后通水、先环保后用水”的原则。沿线采取了关停污染企业、升级城镇污水处理厂、建设人工湿地净化工程等措施,以“一渠清水永续北上”。
六、水源地保护:陕南秦巴山区的案例
陕南秦巴山区是国家南水北调中线工程的水源地,在保证京津冀供水中占据重要位置。为保证丹江口水库具备足够容量,需要加高丹江大坝、提高库区正常蓄水位,库区大量居民因此迁移。围绕“一江清水入库、一泓清水北上”的总目标,当地实施“护水、增绿、治污、移民、兴业、富民”六大工程。
建立“河长制”、河流网格化管理、造林常态化等机制;
加快重点流域生态修复、水资源保护、沿江治理、供水运营与防灾防洪工程;
使汉江出陕断面水质稳定保持国家Ⅱ类标准;
提高植被覆盖率,增强植被的水源涵养功能;
对库区移民进行经济补偿,制定移民个人补偿、外迁移民生产安置费、外迁移民基础设施等补偿标准。
从区域协调的角度看,水源地牺牲了部分发展机会(如限制高污染产业、居民搬迁),承担生态保护的成本;受水区则获得优质水资源。因此,通过经济补偿、对口协作、生态补偿等方式对水源地进行合理补偿,既是社会公平的体现,也是保障“一泓清水永续北上”的长效机制。
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