水資源的合理利用

水資源的合理利用一、世界水資源水資源是指全球水量中可為人類生存、發(fā)展所利用的水量，主要是指逐年可以得到更新的那部分淡水量。最能反映水資源數(shù)量和特征的是年降水量和河流的年徑流量。年徑流量不僅包含降水時產(chǎn)生的地表水，而且還包括地下水的補(bǔ)給。所以，世界各國通常采用多年平均徑流量來表示水資源量。包括南極冰川在內(nèi)，世界各大洲陸地年徑流總量為萬，折合平均徑流深為314毫米。1971年全世界人口為億，人均年徑流量為12900立方米；1982年世界人口增加到45億，則人均占有徑流量減為10400立方米；1990年世界人均水資源占有徑流量下降為7800立方米，我國人均為2338立方米。年徑流量超過10000億立方米的國家有巴西、加拿大、美國、印度尼西亞、中國、印度等。世界上人均占有年徑流量超過10000立方米的國家有40多個，其中加拿大是人均徑流量最多的國家，達(dá)129600立方米/人，其次為新西蘭，達(dá)94640立方米/人。水資源在不同地區(qū)、不同年份和不同季節(jié)的分配是極不均衡的。由于工農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展、人口的急劇增加和生活水平的提高，不合理地利用水和浪費(fèi)水的現(xiàn)象則較為嚴(yán)重。在許多國家，不斷增長的需水量與有限的水資源之間的矛盾日益突出。目前世界上60％的地區(qū)面臨淡水不足的困境，40多個國家的水資源嚴(yán)重匱缺。有的國家大量排放污水造成的水資源污染，不僅更加加劇了水源不足的矛盾，而且使世界生態(tài)環(huán)境受到破壞，直接威脅著人類自身的健康和生存條件。二、我國水資源1.水資源總量一個區(qū)域水資源總量，為當(dāng)?shù)亟邓纬傻牡乇硭偷叵滤目偤?。由于地表水和地下水互相?lián)系而又相互轉(zhuǎn)化，因此計算水資源總量時，不能將地表水資源與地下水資源直接相加，應(yīng)扣除相互轉(zhuǎn)化的重復(fù)計算量。全國多年平均地表水資源量為27115億立方米，多年平均地下水資源量為8288億立方米，扣除兩者之間的重復(fù)計算水量7279億立方米后，全國多年平均水資源總量為28124億立方米。全國水資源利用分為9個一級區(qū)，北方5區(qū)多年平均水資源總量為5358億立方米，占全國的19％，平均產(chǎn)水模數(shù)為萬立方米/平方千米，水資源貧乏；南方4區(qū)多年平均水資源總量為22766億立方米，占全國的81％，平均產(chǎn)水模數(shù)為萬立方米/平方千米，為北方的倍，水資源豐富。2.水資源的時空變化（1）地區(qū)分布因受海陸位置、水汽來源、地形條件等因素影響，我國水資源的地區(qū)分布很不均勻，總趨勢是由東南沿海向西北內(nèi)陸遞減。降水是水資源的重要補(bǔ)給來源。河川徑流的地區(qū)分布趨勢與降水分布基本一致，但由于受地面因素的影響，地區(qū)分布更不均勻。按照年降水和年徑流的多少，全國大致可劃分為水資源條件不同的5個地帶：①多雨—豐水帶年降水量大于1600毫米，年徑流深超過800毫米，年徑流系數(shù)在以上。包括浙江、福建、臺灣、廣東等省的大部分地區(qū)，廣西東部、云南西南部、西藏東南隅，以及江西、湖南、四川西部的山地。其中臺灣東北部和西藏東南的局部地區(qū)，年徑流深高達(dá)5000毫米，是我國水資源最豐富的地區(qū)。②濕潤—多水帶年降水量800—1600毫米，年徑流深200—800毫米，年徑流系數(shù)為—。主要包括沂沭河下游和淮河兩岸地區(qū)，秦嶺以南漢水流域，長江中下游地區(qū)，云南、貴州、四川、廣西等省區(qū)的大部分及東北的長白山區(qū)。③半濕潤—過渡帶年降水量400—800毫米，年徑流深50—200毫米，年徑流系數(shù)—。包括黃淮海平原，東北三省、山西、陜西的大部分，甘肅和青海的東南部，新疆北部和西部山地，四川西北部和西藏東部。④半干旱—少水帶年降水量200—400毫米，年徑流深10—50毫米，年徑流系數(shù)在以下。包括東北地區(qū)西部，內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅的大部分地區(qū)，青海、新疆的西北部和西藏部分地區(qū)。⑤干旱—干涸帶年降水量小于200毫米，年徑流深不足10毫米，有的地區(qū)為無流區(qū)。包括內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅的荒漠和沙漠，青海的柴達(dá)木盆地，新疆的塔里木盆地和準(zhǔn)噶爾盆地，西藏北部羌塘地區(qū)。由于降水、地表水和水文地質(zhì)條件的不同，我國平原地區(qū)地下水資源的差異也很大。（2）多年變化水資源通常以豐枯變化規(guī)律反映多年變化過程，以極值比表示年際變差幅度。①豐枯變化規(guī)律根據(jù)全國53個有長系列年降水和年徑流資料的測站的模比系數(shù)差積曲線分析，全國水資源豐枯變化規(guī)律大致可歸納為三種類型：a.有比較明顯的60—80年長周期。屬于這一類的測站最多，約占分析站數(shù)的58％，其特點是上升段和下降段很長，一般為25—35年。在地區(qū)上南北方不同步，大致相差半個周期，北方處于上升段，南方則為下降段，北方處于下降段，南方則為上升段，反映了全國時常出現(xiàn)的南澇北旱或北澇南旱的規(guī)律。b.有比較明顯的30—40年短周期。屬于這一類的測站甚少，約占分析站數(shù)的10％，其特點是上升段和下降段短，一般為15—20年。c.沒有明顯的周期性變化規(guī)律。這一類特點是上升段和下降段很短，而且無規(guī)律地出現(xiàn)。屬于這類的測站約占分析站數(shù)的32％。②極值比系列中最大值與最小值的倍比值，稱為極值比（Km），可以作為反映降水、徑流年際變幅的指標(biāo)。年徑流極值比除了受氣候因素影響外，還與下墊面條件和流域面積大小有密切關(guān)系，它的分布規(guī)律與年降水有些差別。（3）季節(jié)變化全國降水量以夏季為最多，冬季很少，春季和秋季介于冬、夏之間。春雨和秋雨各地不同，多氣旋過境地方春雨較多，多臺風(fēng)過境的地方秋雨較多。河川年徑流量的季節(jié)變化取決于河流的補(bǔ)給條件。按照河流補(bǔ)給情況，全國大致可分為三區(qū)：①秦嶺以南主要為雨水補(bǔ)給區(qū)，河川徑流量的季節(jié)變化主要受降水季節(jié)分配的影響，夏汛比較突出。因流域的調(diào)節(jié)作用，河流少雨季節(jié)一般比多雨季節(jié)滯后一個月左右。②東北地區(qū)、華北部分地區(qū)、黃河上游和西北一些河流，為雨水和冰雪融水補(bǔ)給區(qū)，有春、夏兩次汛期，年徑流過程線呈雙峰型。但一般春汛水量不大，多數(shù)河流占年徑流量的5％左右，少數(shù)超過10％。③西北內(nèi)陸地區(qū)的祁連山、天山、阿爾泰山、昆侖山以及青藏高原部分河流，主要由高山冰雪融水補(bǔ)給，徑流量的變化與氣溫有密切關(guān)系，年內(nèi)分配比較均勻。3.水資源條件和問題（1）水資源總量不少，但人均、畝均水量較少，合理利用和保護(hù)水資源應(yīng)作為我國長期堅持的國策。我國水資源總量為28124億立方米，其中河川徑流量為27115億立方米，少于巴西、加拿大、美國和印度尼西亞，居世界第五位。從水資源總量來說不算少，但我國人口眾多，1990年人均地表水量只有2338立方米，約為世界人均水量的1/4；耕地面積也不少，畝均水量1759立方米，約為世界畝均水量的3/4?？梢娢覈Y源并不富裕。水是重要的資源，關(guān)系到國計民生，必須十分珍惜，合理開發(fā)利用，充分發(fā)揮有限資源的作用。（2）水資源的地區(qū)分布很不均勻，與人口、耕地的分布不相適應(yīng)，進(jìn)行水量的地區(qū)調(diào)配是水資源開發(fā)利用的重要課題。從全國來說，南方水多、地少、人多，北方水少、地多，造成了南方水量有余，北方水量短缺的局面。南方四區(qū)水資源總量占全國的81％，人口占全國的％，耕地只占全國的％；而北方四區(qū)（不含內(nèi)陸區(qū)）水資源總量只占全國的％，耕地卻占全國的％，人口占全國的％。北方四區(qū)人均水量為938立方米，其中海灤河流域只有430立方米；而南方四區(qū)人均水量為4170立方米，其中西南諸河高達(dá)38431立方米。北方四區(qū)畝均水量454立方米，其中海灤河流域只有251立方米；南方四區(qū)畝均水量4134立方米，其中西南諸河高達(dá)21783立方米。南方與北方比，人均水量為倍，畝均水量為倍；西南諸河與海灤河相比，人均水量為89倍，畝均水量為87倍。內(nèi)陸諸河人均、畝均水量雖然不少，但有人居住地區(qū)水量有限，水量亦感不足。為了從根本上改變北方用水緊張的局面，除了開源節(jié)流、合理開發(fā)利用和保護(hù)水資源外，應(yīng)當(dāng)積極研究跨流域調(diào)水工程措施，將南方多余的水量調(diào)至北方缺水地區(qū)，對水資源進(jìn)行地區(qū)上的再分配。（3）水量的年內(nèi)、年際變化大，水旱災(zāi)害頻繁，抗旱防洪澇始終是一項艱巨的任務(wù)。我國位于東亞季風(fēng)區(qū)，降水和徑流的年內(nèi)分配很不均勻，年際變化大，少水年和多水年持續(xù)出現(xiàn)。這些特點是造成水旱災(zāi)害頻繁、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不穩(wěn)定的主要原因。1950—1983年34年中，全國平均每年水旱災(zāi)害面積約4億畝，占耕地面積約26％；成災(zāi)面積約億畝，約占耕地面積的10％。水災(zāi)面積超過2億畝的有4次，旱災(zāi)面積超過4億畝的有8次，平均每三年發(fā)生一次較嚴(yán)重的水旱災(zāi)害。全國各地幾乎都有可能發(fā)生旱災(zāi)，但災(zāi)情差別大。全國有5個主要旱災(zāi)區(qū)，自北而南為松遼平原、黃淮海平原、黃土高原、四川盆地東部和北部、云貴高原至廣東湛江一帶。全國約有70％以上的受旱面積在這些地區(qū)，以黃淮海平原受旱最嚴(yán)重，受旱面積占全國受旱面積的一半以上。洪澇災(zāi)害主要發(fā)生在黃河、海河、長江、珠江、松花江、遼河等七大河的中下游平原地區(qū)，其中以華北平原和長江中下游平原最為嚴(yán)重，受災(zāi)面積占全國水災(zāi)面積的3/4以上。這些地區(qū)耕地廣布，人口眾多，城鎮(zhèn)密集，是中國工農(nóng)業(yè)最發(fā)達(dá)的地區(qū)，地面高程多在江河洪水位以下，河岸雖有大堤防護(hù)，但大洪水的威脅仍然很大，防洪任務(wù)非常繁重。（4）水土流失和泥沙淤積嚴(yán)重，破壞了生態(tài)平衡，增加了江河防洪困難，降低了水利工程效益。我國森林覆蓋率很低，只有％，水土流失嚴(yán)重，其流失面積為120萬平方千米。根據(jù)近20年的泥沙觀測資料統(tǒng)計分析，全國年輸沙模數(shù)大于1000噸/平方千米的面積達(dá)60萬平方千米，其中黃河流域29萬平方千米，長江流域13萬平方千米，遼河流域萬平方千米，海灤河5萬平方千米。黃河中游黃土高原地帶，是中國水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)，年輸沙模數(shù)大于5000噸/平方千米的面積就有萬平方千米，局部地區(qū)高達(dá)22000噸/平方千米。水土流失造成許多河流含沙量大，泥沙淤積嚴(yán)重，全國平均每年進(jìn)入河流的懸移質(zhì)泥沙約35億噸，其中約有20億噸淤積在外流區(qū)水庫、湖泊、中下游河道和灌區(qū)內(nèi)。黃河是中國含泥沙最多的河流，年平均含沙量和年輸沙總量均居世界大河的首位。水土流失不但造成土壤瘠薄、農(nóng)業(yè)生態(tài)失調(diào)低產(chǎn)，而且給水資源開發(fā)利用帶來許多困難。例如，黃河下游由于泥沙淤積造成河床不斷抬高，行洪能力減少，增加了防洪難度；華北地區(qū)許多水庫淤積嚴(yán)重，降低了防洪標(biāo)準(zhǔn)和供水效益；從多沙河流引水灌溉，泥沙處理也是一個難題。因此，除了開源節(jié)流、合理利用水資源外，應(yīng)加強(qiáng)水土保持工作，通過生物措施和工程措施綜合治理，使生態(tài)達(dá)到良性循環(huán)，減少河流泥沙，維持水利工程效益。（5）地下水是我國重要的水資源，要合理開發(fā)利用，防止過量開采。我國地下水平均年資源量為8288億立方米。山丘區(qū)地下水平均年資源量為6762億立方米。平原區(qū)地下水平均年資源量為1873億立方米（含與山丘區(qū)地下水資源量間重復(fù)計算量348億立方米）。我國北方平原區(qū)地下水平均年資源量為1468億立方米，占全國平原區(qū)地下水平均年資源量的％。我國巖溶山區(qū)地下水資源也較豐富有億立方米。我國北方地表水資源相對貧乏，但平原區(qū)地下水資源比較豐富且易開發(fā)利用。據(jù)1980年調(diào)查統(tǒng)計，東北諸河、海河、淮河和山東半島、黃河、內(nèi)陸諸河等北方五區(qū)的地下水開采量為540億立方米，約占總供水量的1/4。其中海河流域地下水開采量已達(dá)202億立方米（平原區(qū)為175億立方米），占全流域供水量的53％。有些地區(qū)由于過量開采，地下水位不斷下降，造成了許多不良后果。例如，單井出水量減少，耗電量增加，采水成本逐年提高；一些淺井報廢，一些機(jī)井換泵，井越打越深，形成惡性循環(huán)；海水入侵，地下水惡化；城區(qū)地面下沉，影響城市建設(shè)等。（6）天然水質(zhì)相當(dāng)良好，但人為污染日趨嚴(yán)重，防止水質(zhì)惡化，保護(hù)水源已是當(dāng)務(wù)之急。我國河流天然水質(zhì)是相當(dāng)好的，礦化度小于300毫克/升的面積占全國面積的％，但由于人口不斷增長和工業(yè)迅速發(fā)展，污水未經(jīng)處理排放量增加很快，水質(zhì)惡化日趨嚴(yán)重。全國1985年排放廢水億立方米，1990年排放廢水為億立方米。全國90％以上污水未經(jīng)處理直接排入水域，使海洋、河流、湖泊、水庫遭受了不同程度的污染。農(nóng)村大量使用高殘存留農(nóng)藥、化肥、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)排放的廢水，也一定程度地污染了水源。由于水質(zhì)惡化，在進(jìn)行評價的92100千米河長中，有66％的水質(zhì)達(dá)不到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，有11％的水質(zhì)不符合農(nóng)業(yè)灌溉要求，有6％的有毒物質(zhì)含量超過污水排放標(biāo)準(zhǔn)，或受有機(jī)物質(zhì)污染而達(dá)到黑臭的嚴(yán)重程度。人口密集、工業(yè)發(fā)達(dá)的城市附近，河流污染比較嚴(yán)重，華北地區(qū)有些河流完全成為排污河。一些城市的地下水也遭受了污染，北方城市較為嚴(yán)重。隨著人口繼續(xù)增加，工業(yè)持續(xù)發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)實力的增長，可以治理一些廢污水，但當(dāng)前總的趨勢，廢污水量還在繼續(xù)增長。三、水資源爭端由于中東地區(qū)的各種天然的地理條件的限制，各國的水資源分配高度不均，上游國家和下游國家為了水源的支配權(quán)就足以大動干戈。“對手”一詞，源自拉丁文，本意是“分享同一條溪水的人”。地球上由多國共享的河流和湖泊有214處，然而，水危機(jī)正在成為地區(qū)沖突和戰(zhàn)爭的導(dǎo)火線。許多專家發(fā)出警告說，由于許多國家都想控制珍貴的水資源，這個世界不久將面臨越來越多的“水戰(zhàn)爭”。專家們認(rèn)為，最有可能發(fā)生沖突的4條國際河流中，除了印度河外，有3條在中東：以色列、約旦、敘利亞、黎巴嫩分享的約旦河，埃及、蘇丹、埃塞俄比亞等國共享的尼羅河，流經(jīng)土耳其、敘利亞、伊拉克的幼發(fā)拉底河—底格里斯河。中東有著最豐富的石油，卻最缺水。由于中東大部分地處干旱和半干旱荒漠地區(qū)，水資源的爭奪尤為突出，其解決難度不亞于耶路撒冷地位、邊界、定居點和難民問題。以色列已故總理拉賓曾指出，中東即便其他問題都得到了解決，單單是一個水的問題就能在猶太人和阿拉伯人之間再次引發(fā)一場戰(zhàn)爭。前蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人戈爾巴喬夫前不久會見了約旦、以色列和巴勒斯坦領(lǐng)導(dǎo)人后預(yù)言，中東不久將爆發(fā)水戰(zhàn)爭。他說：“所有的領(lǐng)導(dǎo)人都說，如果現(xiàn)狀毫無改變的話，今后10到15年內(nèi)將爆發(fā)一場比目前更為嚴(yán)重的沖突?！?0年來，“水安全”這個新的常用詞已編入了阿拉伯文辭典。孕育了三大宗教的約旦河，如今卻是中東沖突最激烈的河流，中東四次戰(zhàn)爭都和它有關(guān)。1967年中東戰(zhàn)爭，以阿都把摧毀對方的水源作為首要戰(zhàn)略目標(biāo)。以色列占領(lǐng)了約旦河發(fā)源地，被稱為“中東水塔”的戈蘭高地。以色列外長佩雷斯曾說過，在以阿和談中，首要的原則不是“以土地?fù)Q和平”，而是“土地?fù)Q水源”。敘以談判的焦點表面上是戈蘭高地，實際上是水資源。以色列同意歸還全部戈蘭高地，但堅持不讓敘利亞染指加利利湖。約旦和以色列曾于1994年10月簽署和平條約，雙方因為約旦河水額分歧而推遲簽約好幾個月。1995年約旦和敘利亞決定在河上建壩，以色列要求獲得水庫中的一份水，遭約旦拒絕。1997年5月以約簽署附加協(xié)議，3年內(nèi)合建海水淡化廠，供水3000萬立方米。以色列第二年以干旱為由要求減少供水60％，約旦卻堅持要求以色列履約供水，造成兩國關(guān)系緊張。黎巴嫩以色列爭端由來已久。以色列指責(zé)黎巴嫩在哈茨巴尼河修建抽水站，還擬將河流改道。該河每年注入加利利湖億立方米水。以外長警告黎此舉可能導(dǎo)致戰(zhàn)爭。黎則稱抽水站只是供附近一個山村使用，符合沿岸居民自用的國際慣例。而且根據(jù)1955年協(xié)議，黎在該河的份額是3500萬立方米，目前只取水1000萬立方米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有超標(biāo)。約旦河主權(quán)和分配是巴以談判的五大難題之一。以色列在1995年9月協(xié)議中首次承認(rèn)巴勒斯坦人對約旦河西岸水資源擁有權(quán)利。但當(dāng)巴方要求和約旦一樣分享約旦河水時，以色列人不干。其實，巴自治區(qū)水資源完全由以方控制，人均水量只有猶太定居者的1/4，而且在淡水的開采、供應(yīng)和銷售等方面受以色列的限制。以色列禁止巴勒斯坦農(nóng)民開掘水井，只許他們依靠存儲有限的雨水來灌溉農(nóng)作物，由此迫使許多巴勒斯坦農(nóng)民離開土地，放棄了從事幾代的農(nóng)業(yè)，到以色列從事建筑和環(huán)衛(wèi)行業(yè)。雖然近幾年以色列對巴勒斯坦人打井放寬了限制，但仍禁止巴勒斯坦人開鑿140米以上的深水井。以色列占領(lǐng)巴勒斯坦32年間，幾乎向所有的定居點和軍事設(shè)施都提供了供水系統(tǒng)，而大約50％的巴勒斯坦村莊仍缺乏供水系統(tǒng)。以色列占據(jù)了巴勒斯坦的大部分淡水，反過來再通過代表政府利益的公共飲水公司向巴勒斯坦人返銷淡水，而且價格是賣給以色列人的兩倍。去年巴以暴力沖突以來，巴自治區(qū)水資源無人管理維修，缺水更甚，居民一周洗不上一次澡。以色列對巴勒斯坦采取歧視性的用水政策，給巴勒斯坦人造成沉重負(fù)擔(dān)。土耳其是中東水資源豐富的大國，幼發(fā)拉底河流量的89％共310億立方米、底格里斯河流量520億立方米中的一半都源于其東部山區(qū)。土耳其自稱對這兩條河擁有絕對主權(quán)，并在幼發(fā)拉底河上建造阿塔圖爾克水壩，減少了敘利亞和伊拉克的流量，遭到兩國的強(qiáng)烈反對。敘利亞和伊拉克多次指責(zé)土耳其不顧他們的利益，單方面非法利用幼發(fā)拉底河的水資源。如1990年，土耳其水利專家為了使阿塔圖爾克水壩的水庫蓄滿水，讓幼發(fā)拉底河改變了流向，造成敘利亞一個月沒水用。土耳其一些領(lǐng)導(dǎo)人認(rèn)為，水像石油一樣是一種商品，今后可以用石油和黃金進(jìn)行貿(mào)易交換。四、我國水資源的特點1.人均水資源量少人均水資源量少。我國水資源總量雖然居世界第6位，但我國人口眾多，人均占有量僅2220m3，不到世界人均水資源占有量的1/4。與德國、印度相近，僅相當(dāng)于日本的1/2，美國的1/4，俄羅斯的1/12，巴西的1/20，加拿大的1/44。從相對意義上來講，我國也屬于水資源短缺國之一。2.時空分布不均我國東南和西南地區(qū)降水多，東南沿海部分地區(qū)年降水超過1600mm；而廣大北方地區(qū)降水普遍較少，特別是西北地區(qū)，屬干旱帶，有些地方年降水僅50mm左右。我國的降水在時間分布上也不均勻，南方多集中在4—8月，北方多集中在6—9月。這樣，使得我國水資源分布在時空上很不均勻。此外，我國的降水在年際間差別也很大。3.水土匹配差我國水資源與耕地、人口的分布不匹配。南方水多耕地少，北方水少耕地多。長江流域及以南地區(qū)年徑流量占全國總徑流量的82%，而耕地只占全國的35%；華北、東北及西北內(nèi)陸諸河流域，耕地占全國的65%，但徑流量只占全國的18%。特別是黃、淮、海流域，水量合計只占全國的5%，而耕地占全國的37%，人口占全國的30%，人均和畝均水資源量均遠(yuǎn)低于全國平均水平。4.多數(shù)河水含沙量較高我國水土流失嚴(yán)重，造成多數(shù)河水含沙量高。其中，含沙量最高的黃河，平均含沙量達(dá)37kg/m3。由于泥沙淤積，黃河和長江的部分河段的河床已高出地面，全依賴堤防擋水。5.我國水資源的優(yōu)勢我國水資源具有自己的優(yōu)勢：其一，可利用性較高。我國水資源量雖然偏少，人均擁有量也少，但是水資源的可利用程度較高。世界上許多大河，如著名的亞馬孫河，大都流經(jīng)人煙稀少的地區(qū)，所以，利用性很差。而我國利用性較差的河流，如雅魯藏布江等，年徑流量只占全國的%，我國大多數(shù)河流均可開發(fā)利用。其二，地下水賦存條件好。我國少水的北方平原，許多地區(qū)地下水賦存條件好，有利于降水入滲，形成相對豐富的地下水資源。這些地區(qū)的地下水，只要開采適量，就可以長期利用。坎兒井是我國西北地區(qū)的人民在長期生產(chǎn)過程中，為適應(yīng)干旱地區(qū)的自然環(huán)境而創(chuàng)造的一種地下水利工程，它與長城、運(yùn)河一起并稱我國古代三大工程?？矁壕韶Q井、暗渠、明渠、澇壩（積水潭）四部分組成。在高山雪水潛流處，尋其水源，在一定間隔打一深淺不等的豎井，然后再依地勢高下在井底修通暗渠，溝通各井，引水下流。地下渠道的出水口與地面渠道相連接，把地下水引至地面灌溉桑田?？矁壕窃诘叵掳登斔?，不受季節(jié)、風(fēng)沙影響，蒸發(fā)量小，流量穩(wěn)定，可以常年自流灌溉。每當(dāng)夏季，西北地區(qū)高山上的大量融雪和雨水流向盆地，滲入戈壁，匯成潛流，為坎兒井提供了豐富的地下水源。正是因為有了這獨(dú)特的地下水利工程——坎兒井，把地下水引向地面，灌溉盆地數(shù)十萬畝良田，才孕育了吐魯番各族人民，使沙漠變成了綠洲。自20世紀(jì)60年代以來，新疆坎兒井呈現(xiàn)急劇衰減的態(tài)勢，平均每年減少20多條。目前僅剩614條，照此預(yù)測，20年后可能消失。新疆坎兒井素有“地下萬里長城”之稱，主要分布在吐魯番和哈密等地區(qū)，是新疆最古老的地下取水方式之一，這項具有2000多年歷史的地下水利工程被稱作是當(dāng)?shù)孛癖姷纳础５S著地下水補(bǔ)給量逐年減少，加上過度的地下水開采，使水位下降，導(dǎo)致坎兒井逐漸干涸?！翱矁壕笔俏覈铋L的地下灌溉系統(tǒng)，在吐魯番地區(qū)總長就有4400千米，它與萬里長城、京杭大運(yùn)河并稱為中國古代三大工程。新疆“坎兒井”早在2000年前的漢代已經(jīng)出現(xiàn)雛形，吐魯番是“坎兒井”的故鄉(xiāng)。吐魯番盆地高溫少雨，水貴如油，年均降雨量只有16毫米，而蒸發(fā)量卻高達(dá)3000毫米以上。天山雪水融化，滲入戈壁灘，在地下流淌，成為寶貴的水資源。于是，吐魯番人創(chuàng)造性地開挖了“坎兒井”灌溉農(nóng)田，世代相沿成習(xí)，至今不衰。“坎兒井”由豎井、暗渠、明渠和澇壩（蓄水池）四部分構(gòu)成，長度從幾千米到幾十千米不等，數(shù)十條連貫成井網(wǎng)，長度可達(dá)上百千米，被譽(yù)為“地下大運(yùn)河”。這種特殊的水利工程科學(xué)合理，具有很多優(yōu)點：一是減少強(qiáng)烈的水分蒸發(fā)，節(jié)約水資源；二是深藏地下，避免地表污染，保證水質(zhì)優(yōu)良；三是沒有陽光暴曬，水溫較低，是最佳的“清涼劑”；四是由高向低，自流灌溉，不需外加動力。沒有“坎兒井”，就沒有吐魯番，更沒有葡萄溝。據(jù)資料顯示，1957年時坎兒井?dāng)?shù)量達(dá)到最高峰，有1237個，而到了2022年，僅剩446個。問題研究是否可以用南極冰山解決沙特阿拉伯的缺水問題從容說課在講述了水循環(huán)和水資源的分布規(guī)律之后，設(shè)計一個研究主題，探討用南極冰山解決沙特阿拉伯的缺水問題的可行性。初看上去，這是一個異想天開的事情，但實際上有很多方面值得去思考和研究。從問題的設(shè)計來看，首先還是為了能夠引起學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生研究的欲望。從本章知識的角度來講，在研究過程中會涉及到許多有關(guān)水資源的知識，在選擇運(yùn)輸路線的過程中要結(jié)合這一章中所學(xué)習(xí)的洋流知識。本研究主題共分為四部分，第一部分提出問題，第二部分為相關(guān)背景資料分析，第三部分為運(yùn)送冰山，第四部分是分析反思?xì)谋綄θ颦h(huán)境造成的影響。其中，第二部分內(nèi)容主要考查學(xué)生綜合運(yùn)用氣候和水資源知識分析問題的能力，第三部分培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用洋流知識解決實際問題的能力，第四部分培養(yǎng)學(xué)生的綜合反思和批判能力。教學(xué)過程導(dǎo)入新課（視頻導(dǎo)入：沙特阿拉伯和南極）通過兩段視頻將兩個地區(qū)進(jìn)行比較，讓學(xué)生直觀地感受到兩個地區(qū)巨大的反差：一個是氣候干旱，沙漠廣布；一個是晶瑩剔透，冰雪世界。推進(jìn)新課一、知識拓展（閱讀資料1：沙特阿拉伯的淡水資源）師沙特阿拉伯為什么缺水？有幾方面的原因？生沙特阿拉伯缺水有兩方面的原因：自然原因是處于熱帶沙漠地區(qū)，氣候干旱；人為原因是人口的增長、工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和城市化進(jìn)程使用水量不斷上升。師解決沙特阿拉伯缺水有什么好辦法？所采取的措施有什么局限性？（讓學(xué)生分析如何解決沙特阿拉伯的缺水問題，主要是考查學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。對于沙特阿拉伯來說，海水淡化成本太高；跨流域引水不合乎本區(qū)水資源緊缺的實際，同時還會牽扯到不同國家之間的利益分配問題。因此，教師在引導(dǎo)學(xué)生分析該問題時要注意考慮多種因素）（閱讀資料2：南極冰山的形成）師要知道南極冰山的形成，首先要了解南極冰川是怎樣形成的。（課件展示：文字資料）在極地和高山地區(qū)，氣候嚴(yán)寒，常年積雪，當(dāng)雪積聚在地面上后，如果溫度降低到零度以下，可以受到它本身的壓力作用或經(jīng)再度結(jié)晶而造成雪粒，稱為粒雪。當(dāng)雪層增加，將粒雪往更深處埋，冰的結(jié)晶越變越粗，而粒雪的密度則因存在于粒雪顆粒間的空氣體積不斷減少而增加，使粒雪變得更為密實而形成藍(lán)色的冰川冰，冰川冰形成后，因受自身很大的重力作用形成塑性體，沿斜坡緩慢運(yùn)動或在冰層壓力下緩緩流動形成冰川。南極的冰山則是南極冰川的前緣斷裂入海形成的。師南極地區(qū)年降水量是否豐富？為什么？生南極地區(qū)降水量并不豐富，因為南極地區(qū)終年受極地高氣壓控制，盛行下沉氣流，所以全年降水稀少。師南極地區(qū)的年降水量只有55毫米，為什么會儲藏著如此豐富的淡水資源？生盡管南極地區(qū)年降水量很少，但因為終年嚴(yán)寒，降水多以固體形式出現(xiàn)，而且不易融化，經(jīng)年積累，形成厚厚的冰川。二、執(zhí)行任務(wù)（閱讀教材，鼓勵學(xué)生結(jié)合洋流知識，相互討論分析）師要將南極的大冰山運(yùn)往北半球的熱帶地區(qū)，需要解決哪些技術(shù)問題？生要將南極的大冰山運(yùn)往北半球的熱帶地區(qū)，需要解決的兩個關(guān)鍵問題是運(yùn)送冰山的動力問題和防止冰山消融的技術(shù)問題。師運(yùn)送冰山的動力和防止冰山消融的技術(shù)這兩個問題是相互聯(lián)系的，因為動力越大，冰山移動的速度越快，冰山暴露消融的時間就越短，冰山融化的就越少。為了降低對動力的要求就要充分利用洋流的作用。你們認(rèn)為該選擇一年中的什么季節(jié)和一條什么樣的航線來運(yùn)送這座冰山？生根據(jù)任務(wù)中冰山的位置，這樣一條航線是比較合理的，即先沿著西風(fēng)漂流加上向北的動力，到達(dá)澳大利亞大陸的西北角，順著西澳大利亞寒流北上，在赤道附近利用南赤道暖流轉(zhuǎn)向西，在索馬里半島附近利用北印度洋夏季的季風(fēng)洋流靠近阿拉伯半島。如果是這樣一條航線，最佳季節(jié)應(yīng)該是北半球的夏季。三、分析反思（閱讀問題，指導(dǎo)學(xué)生相互討論分析。對冰山融化所帶來的環(huán)境問題，教師可以提示學(xué)生從氣候變遷、海平面上升等幾個方面進(jìn)行討論）師假如我們大量地將南極的冰山運(yùn)往熱帶地區(qū)以解決那里的淡水資源短缺問題，將會對全球的環(huán)境產(chǎn)生哪些影響？生因為在將南極的冰山運(yùn)往熱帶地區(qū)的路程中，冰山將會大量融化，可能會導(dǎo)致海平面上升，使許多沿海地區(qū)和島嶼有可能被淹沒。師對氣候會有怎樣的影響呢？生如果我們大量地將南極的冰山運(yùn)往熱帶地區(qū)，將會帶來水資源空間分布的改變，從而影響到水循環(huán)和大氣環(huán)流，影響氣候。師說得非常好！自然環(huán)境是一個整體，一個地區(qū)發(fā)生的變化往往會影響到其他地區(qū)，所以人類活動必須遵循自然規(guī)律，考慮到對全球生態(tài)的影響，否則將會遭到自然界的懲罰！備課資料一、沙特阿拉伯的海水淡化位于阿拉伯半島的沙特阿拉伯，面積達(dá)210萬平方千米，人口1500萬，是西亞最大的國家。由于受副熱帶高壓的控制，氣候炎熱干燥，內(nèi)陸最高氣溫達(dá)50—55℃，年降水量僅約100毫米。沙漠占全國面積的一半，南部的魯卜哈利沙漠是世界大沙漠之一，面積達(dá)65萬平方千米，年降水量不足50毫米。全國沒有常年有水的河流和湖泊，水資源人均擁有量僅及世界平均水平的％。由于水資源有限，所以長期以來雨水是沙特阿拉伯飲用水和農(nóng)業(yè)用水的主要來源，人口主要居住在為數(shù)不多的幾個綠洲上，可耕地僅占全國國土面積的1％。對這有限水資源的依靠使沙特阿拉伯面臨一些嚴(yán)重的問題，迫使沙特阿拉伯尋求其他水源，以解決由于人口和工業(yè)項目不斷增加所帶來的對水的需求問題。近一二十年以來，由于石油大規(guī)模開采帶來了巨額的石油財富，政府為解決嚴(yán)重的缺水問題投入巨資，建立了25個大型海水淡化工廠，日淡化海水525萬立方米，約占世界海水淡化總量的％，淡化海水能力居世界第一位。目前，沙特阿拉伯海水淡化總公司正在紅海和波斯灣沿岸的延布、查比勒、海卜爾和舍伊卜，建造4個新的海水淡化工廠，建成后將新增海水淡化能力73萬噸。沙特的海水淡化工廠不僅向沿海城市提供淡化水，而且還向內(nèi)地一些人口稠密和缺乏飲用水的城市和地區(qū)提供淡化水，用鋼鐵和水泥等各種材料建造的輸水管總長達(dá)2080千米，已形成一個遍布全國的龐大供水網(wǎng)。在有些地區(qū)，甚至還用淡化海水發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)，使昔日黃沙廣布的不毛之地，成為阡陌縱橫的大片綠色農(nóng)田，耕地面積迅速擴(kuò)大，