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选择性必修三 第二章 自然资源与国家安全
第二节 水资源与国家安全
1.结合资料,说明我国水资源的分布和利用现状。(区域认知)
2.结合案例,分析我国水资源安全保护措施。(综合思维)
3.结合资料,说明跨境水资源的开发利用与国家安全的关系。(综合思维)
结合实例,说明自然资源的数量、质量、空间分布与人类活动的关系。
课程标准
学习目标
我国盐碱地分布范围广,由于盐碱含量高,不利于一般农作物的生长。海水稻是耐盐碱的高产水稻,亩产量可达到 200~300 千克。海水稻的灌溉用水,可使用由淡水与海水混合的半咸水,也可用矿化度较高的水资源。目前,我国科学家探索在盐碱地种植高产的海水稻,在山东、湖北等省相继获得成功。在盐碱地推广海水稻种植,具有重要的现实意义。
①我国盐碱地分布不均匀;②北多南少;③主要集中分布在西北、东北、华北及滨海地区。
1. 查阅资料,说明我国盐碱地的空间分布特点。
2. 想一想,海水稻种植对生态环境会造成哪些影响?
①有利影响:改良盐碱地,缓解土地荒漠化;增加湿地,保护生物多样性;增加大气湿度,调节气候,净化空气。
②不利影响:加剧水资源的短缺;灌溉不当,加剧土壤次生盐碱化。
3. 议一议,海水稻种植对保障我国粮食安全有哪些意义?
改良盐碱地,提高土地利用率,增加耕地后备资源;增加粮食总产量,降低粮食进口依存度;产品绿色无公害且营养价值高,提高了粮食的品质。
地球上所有的气态、液态和固态的天然水。
人类能够直接使用的淡水。
水资源概念
广义水资源
狭义水资源
一、我国水资源概况
①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。②从人均水资源来看,我国人均水资源为 2 000 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,③我国又是世界上用水量最多的国家,2017年我国淡水取用量 6 043.4 亿立方米。
目前,我国水资源存在的问题主要表现在时空分布不均、缺水问题突出,水污染严重以及水资源利用效率低、浪费现象严重等方面。
(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。
1.空间分布不均
2.时间分布不均
3.水资源分布与用水需求间存在矛盾的主要表现
①供求总量不平衡,需水量增长速度超过可供水量增长速度;
②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;
③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。
我国年降水量与水资源的空间分布特点均为:从东海沿海向西北内陆递减。
降水量与水资源空间分布有相对一致性。
4.水资源短缺类型
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
(1)资源型缺水
2.水质性缺水
人类真正能够利用的淡水资源,比如天然降水、冰雪融水、江河湖泊水和地下水,仅占地球总水量的0.26%。全球淡水资源分布极不平衡,2/3左右的水资源集中在10多个国家,而占世界总人口40%的80多个国家明显缺水。
世界水资源危机
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阅读下列材料,完成相关任务。
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:①西北地区地处内陆,远离海洋,气候干旱,降水少,蒸发强;②工农业发展和人口增加,生产和生活用水量增多。
喀斯特地区:③喀斯特地貌区地表崎岖,土层贫瘠,土壤贮水、保水能力弱;④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;⑤水利设施薄弱,工程性缺水严重。
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阅读下列材料,完成相关任务。
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蓄雨水和地表径流的一种水利设施,提供人畜饮水和农田灌溉用水,也起蓄水保土作用。
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阅读下列材料,完成相关任务。
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。
应注意:①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;
②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。
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。
(二)水污染问题严重
工业生产
农业生产
生活污水
1.水污染的来源
2.水污染问题严重的表现
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;
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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。
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我国《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)规定,依据地表水水域环境功能和保护目标,我国地表水分为五类:
I类主要适用于源头水、国家自然保护区;Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等;Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区,鱼虾类越冬场、洄游通道,水产养殖区等渔业水域及游泳区;IV类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;V类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
中国地表水环境质量标准
③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。
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海水入侵前示意
海水入侵后示意
地下水污染主要是指人类活动引起地下水化学成分、物理性质和生物学特性发生改变而使水质下降的现象。我国水资源总量的1/3是地下水,绝大多数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。
地下水污染
地下水的主要污染源
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阅读下列材料,完成相关任务。
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?
①生活污水,尤其是厕所排放的废水;②畜禽养殖废水,畜禽粪便;厨余废水,味精废水中氨氮含量很高;③农业废水,大量使用化肥的农田排放的废水;④工业废水,化工企业的废水。
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阅读下列材料,完成相关任务。
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.如何控制水体富营养化
①完善相关法律法规,制定污水排放标准,加强监督预警;②加强宣传,增强环保意识;③限制含磷洗涤剂,推行无磷洗涤剂;④推行清洁生产,控制工业污染源;⑤发展生态农业,减少化肥农药使用;⑥建立污水收集处理厂,实施污水达标排放;⑦实施截污工程或者引排污染源,定期清理湖底淤泥;⑧引活水入湖,放养食草性鱼类,采取措施及时消除藻类,捕捞水浮莲,减少养分释放;⑨引水冲物,增强河流自净能力。
(三)水资源利用效率低,浪费严重
1.农业是用水大户,多年来农业用水量占全国用水总量的 60%以上。在我国,“土渠输水”“大水漫灌”等传统灌溉方式仍普遍沿用,灌溉用水有一半左右在输水过程中渗漏、蒸发损失了。另外,耕地自然降水利用率只有 45% 左右。所以说,农业是水资源的浪费大户。
工业大水漫灌
2.目前,我国工业用水的重复利用率仅为 55% 左右,发达国家达到 80% 左右;我国工业万元产值平均用水量为 103 立方米,而美国为 9 立方米,日本只有 6 立方米。
3.城镇居民用水铺张浪费现象也十分严重。据估算,因居民生活供水管道老化、水龙头滴漏造成的用水损失达到了总用水总量的 20% 左右,城镇居民的便器水箱每年因漏水、跑水就损失上亿立方米。
①对自然界的水体,如河流、湖泊、海洋、地下水等进行调控和整治,能够提高水资源利用效率,减轻水旱灾害;
②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。
③都江堰、京杭大运河、长江三峡工程、“南水北调”工程等,都是我国著名的水利工程。
二、我国水资源安全保护措施
(一)兴修水利,优化水资源配置
④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。
⑤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,都是确保我国水资源安全的关键。
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1.阅读下列材料,完成相关任务。
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海绵城市建设要保护自然生态格局,按照“源头减排、过程控制、系统治理”理念系统谋划,因地制宜;②灰色设施和绿色设施相结合,采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等方法综合施策。
(1)简述建设“海绵城市”的规划要求。
(2)想一想,“海绵城市”除了能有效防涝,还有哪些功能?
①蓄水供水,缓解水资源短缺;②净化雨水径流污染,修复城市水环境;③保护生物多样性、缓解城市热岛效应、改善人居环境等功能。
思路:海绵城市—蓄水增加——湿地作用
(3)议一议,你认为还有哪些防治城市洪涝的措施?
①加强对暴雨、洪涝的监测和预警;②增加城市绿地和通透式路面;③完善城市排水系统;④整治恢复生态河网;⑤建立与完善防涝抗涝的应急体系。
(二)节约用水,构建节水型社会
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。
以色列是一个水资源严重紧缺的国家,人均水资源占有量只有365立方米,灌溉面积为 22 万公顷,农业用水量占总供水量的62%。以色列农业用水技术在国际上处于领先地位,农业节水能力很强,以将“沙漠之国”打造成“农业强国”的奇迹闻名于世。例如,由于使用了压力灌溉方法,以色列单位面积土地的耗水量下降了50%~70%,水利用率最高达95%,非常适用于精细耕种。此外,许多田间作物都使用处理后的废水灌溉,通过使用循环水,不仅节约了水资源,还有利于生态环境保护。
以色列的节水农业
(三)水污染防治
水域对污染物的容纳能力是有限的,超过一定限度就会造成生态环境破坏。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。
①通过法治、管理、科技等手段,预防和治理水污染。
②建立水质监测体系,发动社会各界力量,共同参与监督管理。
③发挥地理信息技术在水污染防治的过程中的重要作用。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、跨境水资源与国家安全
随着全球人口增长和经济社会发展,水资源紧缺有加剧的趋势,因缺水而引发的社会动荡和地区冲突频繁发生。
跨境水资源的开发利用,牵涉到所在国家的发展与安全。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嬴。
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1、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?
①东北主要有黑龙江、鸭绿江、图们江、绥芬河;
②西南主要有伊洛瓦底江、怒江-萨尔温江、澜沧江-湄公河、珠江、雅鲁藏布江-布拉马普特拉河、巴吉拉提河(恒河)、森格藏布河(印度河)、元江-红河。西北主要有额尔齐斯河、伊犁河、塔里木河。
(2)说出我国主要的国际性河流的补给类型。
北地区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;西南地区的以雨水补给为主,此外还有冰雪融水、地下水等补给形式。
跨境水资源与国家安全
我国有 2.2 万千米长的陆地边界,与陆上邻国大多有河流相通,国际河流多达86 条。读图 2-26,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。
①东北主要有黑龙江、鸭绿江、图们江、绥芬河;
②西北主要有额尔齐斯河—鄂毕河、伊犁河、塔里木河;
③西南主要有伊洛瓦底江、怒江一萨尔温江、澜沧江—湄公河、珠江、雅鲁藏布江—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。
跨境水资源与国家安全
我国有 2.2 万千米长的陆地边界,与陆上邻国大多有河流相通,国际河流多达86 条。读图 2-26,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。
①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;
②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;
③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。
跨境水资源与国家安全
我国有 2.2 万千米长的陆地边界,与陆上邻国大多有河流相通,国际河流多达86 条。读图 2-26,结合我国地形图,完成相关任务。
(3)查找有关资料,以我国某条国际性河流为例,说出我国在维护国际安全和保护水资源方面做出的贡献。
①我国倡议成立了由流域各国共同参与的澜沧江—湄公河合作机制,并将水资源合作作为澜湄合作的优先领域之一。
②我国与流域内各国互利互惠、协商合作,公平合理的利用跨境水资源,并与下游国家分享有关澜沧江上游的更多水文信息。
③2016年3月,越南、老挝等下游国家遭遇百年来最严重旱灾,我国在澜沧江上游的梯级水电站开闸放水,极大缓解下游多国旱情。
④为确保湄公河航运安全,我国公安边防和缅甸、老挝、泰国三国执法部门共同开展湄公河联合巡逻执法。
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2.阅读下列材料,完成相关任务。
巴拉圭河是巴拉那河的主要支流,是巴西与玻利维亚、巴拉圭与阿根廷的边界河。巴拉圭河起源于巴西的马托格罗索州,在阿根廷的科连特斯市北部注入巴拉那河,全长2549 千米。饶鲁河河口与阿帕河河口把巴拉圭河分成上、中、下游。巴拉圭河从源头至河口间流量季节变化差异显著。
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。
(1)指出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。
巴拉圭河流量具有明显的季节性。上游河段,处于热带草原气候区,南半球夏季受赤道低气压影响,降水多,形成汛期;中下游河段,气候向亚热带季风性湿润气候过渡,夏季受来自海洋气流影响,降水多。平原地区的广阔沼泽对流量的调节作用明显,汛期向后推延;河口附近,有皮科马约河等支流汇入,汛期在2-6月。
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2.阅读下列材料,完成相关任务。
巴拉圭河是巴拉那河的主要支流,是巴西与玻利维亚、巴拉圭与阿根廷的边界河。巴拉圭河起源于巴西的马托格罗索州,在阿根廷的科连特斯市北部注入巴拉那河,全长2549 千米。饶鲁河河口与阿帕河河口把巴拉圭河分成上、中、下游。巴拉圭河从源头至河口间流量季节变化差异显著。
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。
7月是南半球的冬季,降水少,河水水位下降;河道淤泥导致河道多处水流受阻,加剧河水干涸;流域内植被遭到破坏,涵养水源能力下降;过度开垦,农业用水量增大;流域内各国协调管理不够。
跨境水资源与国家安全
巴拉圭河是巴拉那河的主要支流,是巴西与玻利维亚、巴拉圭与阿根廷的边界河。巴拉圭河起源于巴西的马托格罗索州,在阿根廷的科连特斯市北部注入巴拉那河,全长 2 549 千米。饶鲁河河口与阿帕河河口把巴拉圭河分成上、中、下游。巴拉圭河从源头至河口间流量季节变化差异显著。
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。
处于旱季,降水少,蒸发强,河水水位下降;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;流域内植被遭到破坏,涵养水源能力下降;过度开垦发展种植业,农业用水量增大;流域内各国协调管理不够。
跨境水资源与国家安全
巴拉圭河是巴拉那河的主要支流,是巴西与玻利维亚、巴拉圭与阿根廷的边界河。巴拉圭河起源于巴西的马托格罗索州,在阿根廷的科连特斯市北部注入巴拉那河,全长 2 549 千米。饶鲁河河口与阿帕河河口把巴拉圭河分成上、中、下游。巴拉圭河从源头至河口间流量季节变化差异显著。
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。
(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。