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流域内协调发展
2019版新课标人教版
Coordinated development in River Basin
选择性必修二 第4章第1节
criterion for curriculum.
运用资料并结合实例,理解流域内协调发展的必要性和重要性。
结合实例,了解流域上中下游协作开发利用水资源的方式,说明流域内部协作开发水资源的意义。
结合实例,了解流域内协同解决水质等水环境问题的措施,说明流域内部保护环境的意义。
教学目标和要求
2007年夏季太湖水质恶化导致大面积蓝藻爆发,引发无锡市的水危机
2007年8月以来无锡市试行河长制,加强污染物源头治理,河湖水质逐渐改善
2016年12月我国全面推行河长制,建立多级河长体系,构建河湖管理保护机制
课前导入
为什么要实行“河长制”
河长能协调解决哪些问题
一、流域内部水资源协作开发
01 水系和流域
水系:河流的干流和各级支流以及连通的湖泊、沼泽构成了水系。
分水岭:相邻流域间的山岭或河间高地。
流域:由分水岭所包围的河流或水系的集水区域。
流域
干流
支流
分水岭
01 水系和流域
例:秦岭是长江流域和黄河流域的分水岭。
01 水系和流域
从源头到河口
从上游到下游
从左岸到右岸
从支流到干流
通过水流相互连接和影响
形成完整、独立的自然区域
01 水系和流域
水能发电
农业灌溉
淡水养殖
提供工业用水和生活用水
02 流域内水资源的功能及流域特点
发展航运
生态保护
旅游
特点:
功能多样性
开放共享性
同一流域的上下游之间,往往存在利益冲突:
可能出现争建水库或港口码头的现象;
上游大量排污,下游污染严重;
上游山区森林破坏、水土流失,加剧下游河道淤积、洪涝灾害。
①不同利益主体
水资源开发
利用需求不同
利益冲突
地区之间
上下游之间
工农业之间
城乡之间
03 水资源的协作开发的必要性
②流域开放性,整体性强、关联度高
跨越不同行政区
以流域为单位
统筹管理
03 水资源的协作开发的必要性
工程技术措施;
行政、法律、市场等
对流域进行统筹管理
分担义务
分享权力
协调行为
提供
公平的共同发展的机会
上游
下游
全流域
制定相关法律,实施水源地保护、水土保持等生态保护措施。
对下游区域征收费用作为对上游生态保护的经济补偿。
设立专门的管理机构,对全流域进行水量的分配和调度、水利工程建设的布局规划、排污治污管控,如河长制。
04 水资源协作开发措施
法律手段
经济手段
行政手段
由于流域水资源具有功能多样性、开放共享性、整体性强和关联度高以及自然流域跨多个不同行政区,河长制可以有效解决上游和下游、岸上和岸下的水资源保护、水污染防治等问题。
河长制:由中国各级党政主要负责人担任“河长”,负责组织领导相应河湖的管理和保护工作。
课前导入
为什么要实行“河长制”?河长制能协调解决哪些问题?
1.莱茵河流域内哪个国家最急于改善水质、治理污染 为什么
荷兰最急于改善水质、治理污染,因为荷兰位于莱茵河的下游,受莱茵河污染的危害最严重。
活动:分析莱茵河流域水污染防控的措施
2.菜茵河氯化物污染调查的结果显示,法国、德国是污染排放的主要国家。根据“谁污染,谁治理”“谁受益,谁付费”的基本原则,荷兰、德国、法国分别应承担什么责任
法国、德国应主要承担污染的治理责任,而荷兰应承担污染治理的资金。
活动:分析莱茵河流域水污染防控的措施
3.指出莱菌河水污染防控中应用的行政手段、经济手段、技术手段。
行政手段:成立莱茵河国际保护委员会;签署了相关的公约。
经济手段:各国投资修建污水处理厂。
技术手段:发展污染治理技术,开发“莱茵河预警模型”进行实时监测等。
活动:分析莱茵河流域水污染防控的措施
黄河概况
巴颜喀拉山脉
青川甘宁内蒙,
陕西山西豫鲁。
华北平原
青藏高原
内蒙古高原
黄土高原
发源地、流经省区、注入海洋、上中下游划分、流经地形区
黄河概况
河流名称 长度(千米) 年径流量(亿立方米) 流域面积(万平方千米)
长 江 6300 10000 180
黄河 5500 650 75
珠江 2197 3465 44
黑龙江 3420 3069 86
①我国最长,6300km,仅次于尼罗河、亚马逊河,居世界第三位。
②我国水量最大,年径流量10000亿㎡, 仅次于亚马逊河、刚果河, 居世界第三位。
③我国流域面积最广,180万km2。仅次于亚马孙河,密西西比河,尼罗河居世界第四位。
黄河—径流量小
黄河概况
第一阶梯
第二阶梯
第三阶梯
落差大——水能丰富
各河段特征及问题?
1.流量:大、小(雨水补给为主的河流,一般看降水量的多少,流域面积大,一般流量大),流量季节变化大小
2.流速:快或慢,地势起伏决定
3.水位:高或低,水位季节变化大或小(决定于河流的补给类型,雨水补给为主的河流,由降水决定;冰川融水补给为主的河流,由气温决定)
4.含沙量:大、小(取决于流域内的植被状况)
5.结冰期:有(长、短) 、无(取决最冷月气温)
6.汛期:长或短,春汛(季节性积雪融化)、夏汛(雨水补给或者高山冰雪补给)
7.凌汛:有或无(河流有结冰期,从低纬度流向高纬度)
8.水能:水能蕴藏量,流量和流速决定
9.补给类型:雨水、冰川融水、季节性积雪融水、湖泊水、地下水
拓展:水文特征
1.流向:干流自....向....流,注入......
2.流程:长或短
3.流域面积:大或小,由支流多少与长短决定
4.河道状况:宽窄、平直、弯曲(入海口是否多分叉)
5.水系形态: 放射状,向心状,扇形状,树枝状
6.支流数量:多或少
7.河网密度:大或小
8.落差大小:大或小
拓展:水系特征
黄河概况—中游
水土流失严重,含沙量大
黄土高原
黄土高原水土流失的原因
自然原因:
黄土垂直节理发育,土质疏松;
黄土高原多沟谷发育,地势起伏大;
温带季风气候,夏秋降水集中,多暴雨;
植被覆盖条件差。
人为原因:
不合理的人类活动(过垦或过矿),破坏植被。
二、黄河流域的调沙减淤
黄河下游流经华北平原,坡度变小,流速缓慢
泥沙沉积使下游河床不断抬高,因此下游的黄河 “易淤、易决、易徙”
为了防治水害,两岸不断加高大堤,使得黄河下游河床高出两岸地面,成为地上河。
黄河概况—下游
土质疏松
暴 雨
植被破坏
水土流失
地势低平
流速减慢
泥沙淤积河床
地上河
①黄河含沙量大,当黄河流到地势低平的下游时,流速减缓泥沙沉积,使下游河床不断抬高,形成“地上悬河”;
②河床高于两岸地面,几乎没有支流汇入。
①黄河径流量相对较小且径流量的季节变化大,常会出现断流;
②冬季封冻;
③泥沙含量高,水位较浅,不利于航运发展。
思考:
1.为什么黄河下游流域面积狭小?
2.从河流水文特征分析,为什么黄河没有成为重要的航运通道
1、自然:
①气候:降水影响水量,决定河道的宽度、河流水位;气温影响冰期,河流是否四季通航;
②地形:落差大小,有无礁石,决定水流是否平稳,主要出于对航行安全的考虑;
③通航里程的长短;
江阔水深,冰期短,水流平稳,通航里程长是河流航运的有利条件。
2、社会经济:
看流域内经济是否发达——人口密集,工农业发达,航运需求量大,航运价值就高,反之,航运价值低。
归纳总结:河流航运价值原因分析
1.甲、乙、丙三条河流中 ( )
A.甲河流量最小,丙河最大 B.乙河含沙量最大,丙河最小
C.甲河汛期最短,丙河最长 D.丙河流量季节变化最大,甲河最小
2 上图中丁河水能资源丰富,但河上水电站却很少,其主要原因( )
A.地形崎岖,开发难度高
B.水流过急,不宜开发
C.技术水平低下,难以开发
D.远离经济发达地区,电力需求小
C
D
牛刀小试
土质疏松
暴 雨
植被破坏
水土流失
地势低平
流速减慢
泥沙淤积河床
地上河
黄土高原区
华北平原区
1.说明黄河流域调沙减淤的区域。
调 沙
减 淤
调沙减淤
以小流域为单元
①生物措施:封山育林、退耕还林还草
②耕作措施:沿等高线耕作、留茬少耕、免耕
政府投资补偿
③工程措施:修建梯田和水平沟、打坝淤地、挖鱼鳞坑
阅读课本P62,说一下,针对黄土高原水土流失的治理措施有哪些?
减少入黄泥沙的根本措施——水土保持
侵蚀区治理——调沙
封山育林
退耕还林还草
① 生物措施
留茬少耕、免耕播种
沿等高线耕作
② 耕作措施
留茬少耕、免耕播种
② 耕作措施
收割农作物时,把茬子留得高一些,少耕地或不耕地,用农作物秸秆或从陡坡上割来的沙打旺等有机物覆盖地表,可以起到,拦蓄降水,减少蒸发,在留茬固定的覆盖物覆盖下,不产生尘暴,同时,腐烂的秸秆增加了土壤有机质和养分,使资源得到重复利用,农业得以持续发展,做到了以保水、保土。
作用:
拦蓄雨水,减轻坡面冲刷
③ 工程措施--水平沟
③ 工程措施--鱼鳞坑
中间高,两边低
当降雨强度小时,鱼鳞坑不可能漫溢。因此起到了分段、分片切断并拦蓄径流的作用。
当降雨强度大,鱼鳞坑就会发生漫溢。但因为鱼鳞坑的埂中间高两边低,径流在坡面上往下流动时不是直线和沿着一一个方向的(分流),避免了径流集中,使径流的冲刷能力减弱。
修建梯田为什么能够减少水土流失?
改变坡面水流路线,降低水流速度,从而促进泥沙就地沉积
③ 工程措施--梯田
巩固并抬高沟床,稳定沟坡。
③ 工程措施--谷坊
淤地坝有何作用?
1、拦蓄泥沙,防止泥沙流入下游河中
2、坝上泥沙淤积成“坝地”,土层深厚,土质良好
③ 工程措施--淤地坝
淤地坝的作用和效益:
1.拦泥保土,减少入黄泥沙;
2.淤地造田,提高粮食产量;
3.防洪减灾,保护下游安全 ;
4.合理利用水资源,解决人畜饮水 ;
5、优化土地利用结构,促进退耕还林还草和农村经济发展
谷坊:是修建在深丘区、山区及土石山区侵蚀沟内的土、石坝。
主要功能:防止沟底下切、沟头前进、沟岸扩张,抬高侵蚀基面。
最大特点:透水不透沙。
位置:土、石谷坊—地质条件好、工程量小、拦蓄泥沙多、工程材料足的地方;
植物谷坊—坡度平缓、土层较厚且湿润的沟道内。
骨干坝:小流域治理中,为了提高拦沙效益,使整个小流域中的其他小型淤地坝更安全,同时对部分河滩地进行灌溉而修建的库容相对较大、坝相对较高(一般为20米以上,坝体土方量大于50万平方米)的拦河坝。
③ 工程措施
调沙减淤
头道拐年输沙量先减少后有所增加。龙门、小浪底、利津水文站年输沙量大幅减少。
黄河中上游尤其是黄土高原地区的水土保持工作取得显著效果,使中下游的输沙量减少。
观察黄河干流主要水文站不同阶段实测年输沙量的变化
案例——南小河沟的小流域综合治理
南小河沟是泾河支流蒲河左岸的一条支沟,位于甘肃省庆阳市西峰区西南,是黄土高原地区的典型小流城。治理前,这里水土流失严重,每平方千米每年平均泥沙流失量达4 300吨,最高可达1万吨。20世纪50年代,这里开始进行小流域综合治理,根据土壤侵蚀的规律,实行了“保源、护坡、固沟”的治理方针。
保源:平整土地,增加水流入渗,削减地表径流;营造护田林网,造林以用材林和果林为主,形成林粮间作、累粮间作的生态农业体系,采用喷灌、滴罐等先进的灌溉技术,节约和充分利用水资源。
案例——南小河沟的小流域综合治理
护坡:缓坡修筑水平梯田,发展林果基地;封坡育林育草,达到拦截涵蓄坡面径流的作用。
案例——南小河沟的小流域综合治理
固沟。在主要沟道打坝建库,拦泥蓄水;在各支沟分段营造防护林,既固定了沟床,又拦截了坡面和上游的大量泥沙,稳定了坡脚。
案例——南小河沟的小流域综合治理
治理方针:根据土壤侵蚀的规律,实行“保塬、护坡、固沟”的治理方针。
案例——南小河沟的小流域综合治理
经过几十年的治理,在生物措施、耕作措施和工程措施的综合作用下,南小河沟现在已经是垛面条田连片,沟坡林草茂密,沟底坝库相连,一般暴雨时水不下琢,泥不出沟,农、林、牧业得到全面发展。如今,这里的林草覆盖率已达84%,被誉为“黄河中游的一块翡翠”。
案例——南小河沟的小流域综合治理
①通过修建水库,对河流中的大量泥沙进行拦截,实现河流减淤的目的。
②利用水库蓄水,适当放水,人为制造可控洪峰,对下游河道实施冲淤,将下游河道中淤泥的泥沙送入大海。
调水调沙的原理
堆积区治理——减淤
对下游地区的河道淤积
每年在黄河汛期到来之前,上下游水库联动调度
小浪底形成“人造洪峰”
提高下游行洪输沙
冲刷下游河床
淤泥入海
小浪底水库的调水调沙的过程
黄河流域的调沙减淤
黄河下游的冲淤平衡,会对黄河入海口地区产生什么影响?
黄河下游的冲淤平衡,会使入海口地区获得稳定的泥沙来源,三角洲面积逐步扩大,河道稳定,不会出现频繁改道现象,入海口地区的生态保护良性发展。
堆积区治理——减淤
黄河小浪底水利枢纽工程由拦河大坝、泄洪建筑物和引水发电系统组成,是以防洪、减淤为主的综合性工程。水库的汛前调水调沙,指赶在大量降水汇聚成径流到达水库之前放水冲沙,防止泥沙的淤积,也为防洪做好准备。据此回答下面四题。
1.小浪底一年一度的调水调沙时间是( )
A.12月中旬至1月初 B.4月中旬至5月初
C.6月中旬至7月初 D.7月中旬至8月初
2.小浪底调水调沙的主要目的是( )
A.增强泄洪能力 B.改善航运条件
C.防止水土流失 D.便于下游梯级开发
C
A
牛刀小试
黄河小浪底水利枢纽工程由拦河大坝、泄洪建筑物和引水发电系统组成,是以防洪、减淤为主的综合性工程。水库的汛前调水调沙,指赶在大量降水汇聚成径流到达水库之前放水冲沙,防止泥沙的淤积,也为防洪做好准备。据此回答下面四题。
3.2000年以来,黄河含沙量锐减,出现变清态势。其主要原因有( )
①河流搬运能力增强 ②小浪底水利枢纽工程蓄水拦沙
③下游取水量增加 ④中游生态有所恢复
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
4.小浪底调水调沙对下游河道的影响是( )
A.增加泥沙淤积量 B.减少入海泥沙量
C.使河道加宽 D.使河道加深
D
D
牛刀小试
三、黄河流域水资源的调配
01 调配背景
黄河流域面积约是长江流域面积的40%,但年径流量约是长江的1/15。径流量仅占全国河川径流量的2%,但人口、生产总值、粮食产量均占全国总量的10%左右。
①黄河径流量少是黄河又一突出水文特征。
②黄河流域人口、城乡较为密集,耕地数量多,人水矛盾突出。
1.从20世纪70年代到90年代,黄河下游断流现象具有什么特征
2.为什么黄河下游断流现象会越来越严重
自然原因:
①黄河流域大部分流经干旱、半干旱区,降水量少,蒸发量大,水量小;
②下游形成“地上河”,无支流汇入;
③降水季节分配不均匀,年际变化大.
人为原因:
①流经区域人口稠密,经济发达,工农业生产和生活用水量大;
②水资源利用不合理,浪费严重.
黄河下游时常出现季节性断流,而且断流天数逐年增加。
02 出现的问题
●干涸河道演变为沙带,增加了土地沙化的可能性
03 影响--主河道
●河道萎缩,降低了行洪能力,增加了汛期决口的风险
●影响工业供水与城乡居民生活供水
●影响农田的灌溉用水,农田受旱面积增大
●水环境容量越来越小,加剧了黄河水污染
●沿岸大量开采地下水
03 影响--河流沿岸
●海岸侵蚀后退,海水倒灌
●湿地生态系统退化,生物多样性减少
●渤海水域失去重要的饵料来源,影响海洋生物的繁衍生存
03 影响--河口三角洲及海域
①修建水库蓄水→解决季节性用水不足
②修建引水工程、跨流域调水→解决水资源空间分布不均
③修建治污工程→治理水污染,提高利用率
04 措施--工程措施
1999年开始,黄河水利委员会被授权实施黄河水量统一调度和分配。
2009年,黄河水利委员会制定了《黄河取水许可管理实施细则》。
2020年,习近平总书记为新时代的黄河大合唱调“音”定“调”推动黄河流域高质量发展,创作好新时代的黄河大合唱。
04 措施--管理措施
黄河水量统一调度和分配这样做的目的是什么?
黄河流域由于水资源地区分配、季节分配不均,为了保证全流域水资源的可持续利用,必须实行水量统一调配。
04 措施--管理措施
黄河流经的各省级行政区水量分配依据有哪些?
依据河流径流量和用水需求的变化,对全流域水资源的开发利用进行宏观控制和年度调整
省级行政区 年可供水量 省级行政区 年可供水量
青海 14.1 陕西 38.0
四川 0.4 山西 43.1
甘肃 30.4 河南 55.4
宁夏 40.0 山东 70.0
内蒙古 58.6 河北、天津 20.0
黄河可供水量分配表(108m )
04 措施--管理措施
海水淡化
人工增雨
修建水库
跨流域调水
04 措施--技术措施
节水农业
城市节水
污水净化
宣传教育
04 措施--技术措施
活动:对比分析黄河不同河段水资源的利用
黄河2015年总用水量中,农业用水(农田灌溉和林牧渔畜业用水)占79%,工业用水占10%。生活用水(包括城镇公共和居民生活用水)占7%,生态用水占4%。其中,兰州到头道拐、三门峡到花园口两河段2015年分别从黄河取水153.03亿立方米、22.99亿立方米,用水结构如图4.13所示
兰州到头道拐:农业用水比重大,工业用水比重较小
三门峡到花园口:工业用水比重大,农业用水比重小
活动:对比分析黄河不同河段水资源的利用
1.图4.13 所示两河段的用水结构与全流域的相比,各有什么特点
农业方面:喷灌、滴灌;推广耐旱型农作物。
工业方面:提升工艺流程;污水处理后再排放等
生活方面:提高水价;洗菜水进行浇花、冲厕所;全流域协调用水,分配用水份额等。
活动:对比分析黄河不同河段水资源的利用
2.从提高黄河流域水资源利用效率的角度,提出改善水资源利用的建议。
牛刀小试
罗讷河发源于瑞士境内的冰川,在法国境内的流域面积占流域总面积的94%,历史上曾是一条“野性”河流,经常洪水泛滥。19世纪以来,法国对罗讷河进行多次整治,并于1931年成立“国立罗讷河公司”,作为罗讷河综合整治和开发的唯一授权机构。下图示意罗讷河流域的地形。
牛刀小试
(1)下表列出了罗讷河整治不同阶段的主要措施。请在下列整治和开发目标中进行选择,完成下表。
整治和开发目标:防洪 改善水质 发电 增加生物多样性 土地开发 开采河沙 改善航运条件
阶段 时间 主要措施 主要整治和开发目标
第一阶段 19世纪40年代至20世纪20年代 整治河道,裁弯取直,消除河道分汊 ①______________、________________
改善航运条件
防洪
牛刀小试
阶段 时间 主要措施 主要整治和开发目标
第二阶段 20世纪20~80年代 进行梯级开发,整理河谷滩地等 ②______________、
________________、________________
(1)下表列出了罗讷河整治不同阶段的主要措施。请在下列整治和开发目标中进行选择,完成下表。
整治和开发目标:防洪 改善水质 发电 增加生物多样性 土地开发 开采河沙 改善航运条件
土地开发
发电、防洪
改善航运条件
牛刀小试
阶段 时间 主要措施 主要整治和开发目标
第三阶段 20世纪90年代以来 恢复弯曲河道及河道分汊 恢复河流生态
(1)下表列出了罗讷河整治不同阶段的主要措施。请在下列整治和开发目标中进行选择,完成下表。
整治和开发目标:防洪 改善水质 发电 增加生物多样性 土地开发 开采河沙 改善航运条件
牛刀小试
(2)说明“恢复弯曲河道及河道分汊”对恢复河流生态的作用。
恢复河流的自然状态(自然河道、沿岸湿地等);
扩展河道宽度,延长河流长度,降低河流流速和洪水峰值;
恢复河流生态系统,增加生物多样性;
增强河流的自然生产力和对污染的净化能力。
不同的区域
流域内协调发展
流域内部水资源协作开发
黄河的
调沙减淤
黄河下游断流的影响
调配措施
沙患成因
调配背景
水系和流域概念
流域内水资源的功能
水资源协作开发措施
黄河流域水资源的调配
沙患解决措施
课堂小结