1、流域的综合开发1 课时同学们好有人说以农业文明为特征的世界四大文明古国是大河文明不知道这种说法大家是否同意呢让我们一起来回顾这四大文明古国它们分别是古埃及 古巴比伦 古印度和中国这些亚非文明古国那么这些古代文明的形成又与当地的哪些大江大河的发展密切相关呢首先看古埃及尼罗河是它的生命线不仅为古埃及的人民提供了灌溉的水利资源还带来了每年定期的泛滥使河流两岸的土壤更加肥沃古巴比伦的美索不达米亚文明也叫做两河文明发源于底格里斯河和幼发拉底河之间的流域印度河和恒河从喜马拉雅山起步滋润了这一方的土地也孕育了这光辉灿烂的古印度文明而中国的文明诞生和发展更是离不开我们的母亲河 黄河 长江的滋润可见人类文明大多
2、是发源于大河流域而河流与人类生存发展的关系更是十分密切的那么人们应该如何充分开发和治理河流呢首先我们来看分水岭它是指相邻的河流之间的山岭或者是河之间的高地那降落在分水岭两侧的降水就会沿着两侧的斜坡注入到不同的水系或者是河流之中比如像秦岭它就是长江和黄河的分水岭那秦岭以北的降水就会流向黄河秦岭以南的降水就会流向长江大别山就是长江水系和淮河水系的分水岭南岭是长江水系和珠江水系的分水岭分水岭最高点的连线就称为分水线或者是分水界那么流域的概念就好理解了它就是指由分水线所包围的河流集水区也就是说这个流域上空的降水一般来说会最终汇集到这条河流之中的还有干流它是指在一个水系之中直接流入海洋或者是内陆湖泊或者
3、是消失于荒漠当中的河流这就叫做干流而流入干流的河流叫做一级支流流入一级支流的河流叫做二级支流那其余的就依此类推比如说像嘉陵江 汉江 岷江等等它就是长江的一级支流而像唐白河 丹江等是流入汉江的河流它就是属于长江的二级支流了河流的流域是具有整体性的特征也就是说流域是一个自然区域又是一个经济区域区域内各自然要素之间以及自然要素和经济要素之间都是相互联系 相互影响相互制约的所以在对河流进行开发和利用的时候就要充分考虑流域的整体性特征来进行综合开发比如美国的田纳西河流域在综合开发的时候就很成功下面我们就以美国的田纳西河流域为例来分析如何进行流域的综合开发首先我们在图当中定位田纳西河位于美国的东南部是密西
4、西比河的一条二级支流它发源于阿巴拉契亚山脉的西坡在肯塔基市注入了俄亥俄河它是俄亥俄河流程最长 水量最大的支流田纳西河的长度大约能够达到 1450 千米流域面积也能够达到了 10.6 万平方千米我们从这张美国地图来看田纳西河所在的地区地形多为山地地形起伏也比较大我们看上面的地图展示的就是田纳西河流域的主要地区下面的示意图是田纳西河干流的剖面图如果我们将沿河的这五个城市一一对应上我们不难看出田纳西河上下游的两个城市之间高低落差可以高达 200 多米所以田纳西河的上中游河谷狭窄 河流落差比较大可以说一方面这样巨大的高低落差就为当地提供了丰富的水能而另一方面河流大部分流经阿巴拉契亚高原区所以陆路的交通
5、并不方便只能通行小汽轮而且河流的通航能力对于沟通上下游地区之间的联系作用是非常突出的通过刚才的空间定位我们不难看出当地所处的温度带应该归属于亚热带再看这张位于田纳西河沿岸的诺克斯维尔市的气温曲线降水柱状图从图中我们看到这个城市的最冷月气温大约 2.5 摄氏度最热月气温大约是 25 度这进一步确定了当地的温度带是亚热带年降水量大约是 1200 毫米所以是属于湿润地区的可见当地的气候类型大体是属于亚热带季风性湿润气候所以气候的特征就是降水丰富但是季节分布不均从图中我们看到当地的冬末春初降水比较多而夏秋季节相对比较少这时候我们会产生这样一些思考一个就是田纳西河它的主要补给是靠大气降水那根据流域的气候
6、特征田纳西河水量的季节变化又会有怎么的特点呢我们看当地河流的水量会随着降水量的变化而变化冬末春初多降水河流在这个季节径流量也最大其中 3 月份最高夏秋季降水相对较少河流流量在这一时期也最小进入到了枯水期其中以 10 月份的水量达到最少值另一个思考就是从农业发展的角度来看夏季是作物的主要生长期需水量比较大而冬季的需水量比较少田纳西河流域的气候条件对农业发展又会有怎样的影响呢而且我们应该如何利用田纳西河的水资源来发展农业呢从诺克斯维尔市气温曲线降水柱状图来看田纳西河流域的水热条件的配比并不是很好当地的冬末春初多阴雨 光照少不利于作物的播种和生长同时也造成了大量水资源的浪费而在作物生长的旺季 夏季正
7、是需水量最大的季节而在这个季节降水不足这很容易造成旱灾影响作物的生长和成熟进而使农业减产解决的措施就是发展农业灌溉只要能够充分合理的利用田纳西河就能够为农田灌溉提供充足而稳定的水源我们再来看看当地的水系特征从这张田纳西河在全国航运体系中的地位图当中我们看到田纳西河流域的水系非常发达支流众多 水量丰富从图例上来看红色的线段表示的是通航的河段也就是说大部分河道都是可以通航的此外当地与密西西比河以及支流相连所以是可以通往全国的大部分地区是全国航运网的重要组成部分但是另一方面这里的水系特征也存在着制约当地航运能力的因素比如说当地的地表起伏大所以河流的落差大此外当地受到气候的影响水量不稳定最大的水量可以
8、达到每秒 1.5 万立方米最小的流量只有每秒 100 立方米那么田纳西河水它的水量变化会对发展航运又会产生怎样的影响呢对于这样一些不利因素我们又应该怎样做才能够改善它的航运条件呢我们看田纳西河的水量不稳定最大流量与最小流量相差能够达到 150 倍那么就给这条河流的航运带来了很大的困难特别是在夏秋季节 降水量少再加上农业用水增加这就导致了河流水位大大下降所以田纳西河进入到枯水期的时候因为水位过低就使吨位比较大的船只不能够通航将大大地影响客货运量所以改善这条河流的航运条件的主要办法就是要与农业的需求相结合可以通过修建水库 大坝的方法来调节水量或者是抬高水位使河流各段保持比较稳定的水位便于通航最后再
9、看看当地的矿产资源状况田纳西河流域内的矿产资源比较丰富以煤 铁 铜 磷 锌 云母等等这些为主那么这个就为这个流域的综合开发提供了必要的物质基础可见田纳西河流域是一个非常值得开发的地区但是当地的开发初期却走了一些弯路具体的情况我们下节课再来继续学习好 我们今天的课就上到这里2 课时同学们好我想当同学们还是孩子的时候应该听说过我国在 1998 年发生的特大洪涝灾害那这一次长江上游先后出现了 8 次洪峰并且与中游 下游的洪水遭遇形成了全流域的大洪水那洪水的英文是 flood此外松花江和嫩江等河流也出现了特大洪灾那这一年的洪水大 影响范围广持续的时间也比较长洪涝灾害非常严重全国有 29 个省级行政单位
10、遭受了不同程度的洪涝灾害直接经济损失达到了 2551 亿元那之后我国政府就提出了封山植树 退耕还林平垸行洪 退田还湖以工代赈 移民建镇 加固干堤疏浚河湖的灾后重建和根治水患的 32 字方针不知道同学们能不能看出这 32 字方针分别是针对河流的哪一区域呢我们来参考教材中的田纳西河流域示意图当中一些提示来回答这一问题首先是河流的发源地这里一般是山地地形它的生态环境直接影响到了河流的水量和水质所以应该保护好它的植被生态可见像封山植树 退耕还林这样一些措施就更应该是针对河流的上游地区了再看河流的中下游地区这里往往以河谷平原地形为主是人类活动比较集中的地区是生态环境保护的重点所以像平垸行洪 退田还湖这样
11、的措施更是针对河流的中下游地区的湖泊地区那么这样一系列的措施能够很大的程度上保证河流的泄洪能力而以工代赈 移民建镇加固干堤 疏浚河道这样的措施更是针对河流中下游地区由此我们不难看出图中标出的上游和中下游的特征并不仅仅是针对田纳西河的而是很多河流都有这样一些特征另一方面我们也看到在对长江进行综合治理的时候要针对不同区域的特征进行不同的治理手段可见对于河流进行全流域的综合治理的时候也要做到因地制宜和全盘考虑否则就有可能在河流的开发和治理的过程中产生一系列的问题比如在田纳西河流域早期开发的过程当中就出现过这样一些问题在 18 世纪的下半叶当地的农业比较发达盛产棉花 马铃薯和蔬菜那由于当地的人口数量有
12、限所以对自然环境的影响不大整个环境还是比较好的但是到了 19 世纪后期这一流域内的人口数量就快速激增在巨大的人口压力下人们开始对流域内进行了掠夺式的开发当地的自然条件是比较适合棉花生长的所以田纳西河流域就逐渐成为了美国的老棉花带棉花是一种对地力消耗非常大的作物长期高强度地种植棉花就造成了当地土地的严重退化最终导致了农业的减产以及老棉花带的衰落另一方面当地多为山地地形再加上气候温暖 湿润所以自然植被覆盖率比较高但是人们为了扩大耕地面积和获取炼铜时使用的木炭进行了大面积森林的砍伐此外当地在工业发展的过程中也产生了严重的环境污染问题当地为了充分地利用丰富的矿产资源发展的炼铜企业大量排放高浓度的二氧化
13、硫这些酸性气体就与大气当中的水汽相结合形成了酸雨而酸雨则更进一步导致了土壤和水体的酸化大大降低了土壤的生长力同时直接使大面积的森林死亡农作物枯萎使许多动植物逐渐消失它还加剧了建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程甚至还威胁到了人体健康所以我们可以看到早期对田纳西河的开发不重视保护没有使用可持续发展的理念来指导开发结果是越开发越贫穷到了 20 世纪 30 年代初田纳西河流域成为了美国最贫困的地区之一那类似于这种由于开发利用方式不合理导致一系列环境问题和经济衰退的案例还有很多比如像澳大利亚的墨累达令河流域我们下面就按照刚刚的一个思维过程参考教材中活动这一部分的内容实际分析一下在澳大利亚的河流不合理开发导
14、致的问题首先我们先来看一看当地的自然状况其实世界上很少有人听说过墨累河因为它太小了据说流量只有美国密西西比河的 1%但是在澳大利亚它却是一条大河而且是一条至关重要的河流但是当前的墨累河问题已经非常严重了甚至会出现长期断流的现象那么为什么会出现这样的现象事情要从澳大利亚的地理气候特点来说起澳大利亚是地球上除南极洲以外最干旱少雨的大陆了也是地势最低又最平坦的大陆这就决定了它的生态很脆弱澳大利亚所处的纬度就决定了它的气候南回归线横贯澳大利亚中部全国有 2/3 的领土面积要受到副热带高压带和东南信风的控制因此内陆地区气候炎热干燥澳大利亚东部沿海有一条高大的山脉叫做大分水岭它挡住了海风使温暖湿润的水汽不
15、能够深入到大陆的内部使得处于背风坡的广大的大陆地区非常干燥它的内地在地质史上曾经是个内海后来海平面上升变成了盆地古海盐沉积在土壤之中在缺少足够的雨水和河水冲洗的前提下这就成为了当地环境问题的一大隐患墨累河就发源于大陆东部的大分水岭一路向西再折向南绵延 2600 公里最终流入大海中间一些支流与它汇合最长的一条叫做达令河大约也可以达到 2000 多公里两条河流的流域就组成了墨累达令盆地这个盆地的面积大约占到大陆面积的 15%它是澳大利亚的粮仓种植着全国 90%的灌溉作物在这样比较脆弱的自然地理环境基础上人类的活动要特别注意才行我们来看资料墨累达令河流域位于澳大利亚东南部以亚热带大陆性干旱气侯与半干
16、旱气候为主大部分地区年降水量在 200 到 500 毫米之间农业需要灌溉在 20 世纪 20 到 70 年代由于不合理的开发利用流域的生态环境遭到了破坏那么第一个问题就是随着农业的发展 灌溉不断增加根据图中的信息总结灌溉对流域生态环境的影响我们看这张图图中正体现了生态系统是个整体它的各组成要素是相互影响 相互制约 相互渗透的其中某一个因素的变化必定会引发其它因素的改变不考虑生态系统的这种关系任意对自然环境加以改变最终很有可能会对生态环境带来灾难性的后果比如当地的农业生产 灌溉量增加以后河流上游地区截流水量就会导致河流下游的径流量减少下游的河水中的盐分就会增加就会造成饮用这些水的牲畜质量下降用水
17、的成本也会增加那下游的径流量减少还会造成促进藻类繁殖以及鱼类减少的问题上游用水过多还会导致下游的湿地面积减小的问题这也进一步加剧了鱼类的减少而在蒸发旺盛的干旱地区进行过度灌溉会使水位上升造成严重的土地盐碱化问题其实还有许多问题在这张关系图当中没有表示出来那么我们从墨累达令河流域开发的过程中可以吸取哪些教训呢从这流域开发的情况来看关键是如何协调好上下游的关系所以在水资源的使用开发的时候要注意水资源和全流域的合理分配那通过今天的学习同学们应该意识到在河流的开发过程当中要根据当地的自然环境特征来决定开发利用的重点以及治理的措施否则就会产生严重的生态问题好 我们今天的课就上到这里3 课时我们今天就来学
18、习田纳西河流域综合开发的情况综合开发的英文是comprehensive exploitationcomprehensive 是表示综合的而 exploitation 表示开发 开采首先我们来看田纳西河流域的开发的核心就是河流的利用与治理也就是要结合流域的具体特征对资源进行综合开发和利用而田纳西河流域的综合开发也比较早大约在 20 世纪 30 年代左右那时的美国正在经受严重的经济危机为了摆脱经济上的困境决定实施新政新政推动了美国历史上大规模的流域开发而田纳西河流域就当作了一个试点我们看这张田纳西河干流的梯级开发示意图所谓梯级开发就是把河流分为若干段选定适当的坝址修建一系列的水利枢纽逐段地利用河流
19、的水利资源图中展示的就是田纳西河干流共修建的 9 座大坝在资料当中提到的田纳西河每年在 8 月 1 日开始放水那为什么要在这一天开始放水呢这主要就与河流的径流量季节变化有关田纳西河流域冬春雨水比较多因此放水就可以腾出比较大的库容用来容纳洪水减少涝灾的发生而 8 到 10 月正是降水少 流量小的季节因此水库放水就能够抬高下游的水位更有利于航运那么结合田纳西河流域的自然特征让我们来思考一下在这里修建大坝有哪些作用呢首先田纳西河流域山地多 地表起伏大 河流落差大修建大坝就可以利用落差来发展水电其次田纳西河流域的水流急而且水位季节变化大修建大坝就可以调节径流使河水趋于平稳更有利于内河航运第三田纳西河流
20、域的降水季节变化大河流径流变化也比较大那雨季就容易出现洪水所以修建大坝就可以拦蓄洪水减少洪灾那第四修建大坝时拦截的水量就可以用作旱季时农业灌溉所使用此外还有利于改善局地的气候那我们再来阅读这张田纳西河流域的综合开发与治理的示意图这张图中展示的就是田纳西河梯级开发与当地的第一 第二 第三产业之间的关系首先是第一产业 农业梯级开发为种植业 林业和牧业提供了水源消除了洪涝灾害也为水产养殖提供了场所再看第二产业 工业水电为工业提供了动力资源使工业成本降低 污染下降之后是第三产业梯级开发提供了旅游资源和便利的交通最后这三大产业之间相互的关系是比如当森林得到恢复就为木材加工和造纸工业提供了原料而生态环境的
21、改善就提供了旅游业的基础方便的水运也为工业提供了廉价的运输那结合以上的资料分析我们就可以把 TVA 开发和治理田纳西河的成就总结为以下几个方面第一就是防洪田纳西河干 支流上已建成具有防洪库容的水库 35 座那流域防洪标准也达到了百年一遇根据估算每年平均防洪减灾的效益就可以高达 1.4 亿美元第二是航运水坝建成以后河流水位保持平稳田纳西河经过俄亥俄河以及密西西比河与五大湖相通利于航运而且通航里程长 联系范围广经济效益高水运的通航效益每年大约达到 4 亿美元从这张图中我们可以看出这一艘驳船的运量就相当于 15 节火车的车厢或者是 60 辆的卡车第三是发电主要就包括水电 火电和核电这就是田纳西河流域
22、的电站分布图这里是全国最大的电力供应基地依赖大量廉价的能源当地就发展了高耗能工业比如像炼铝工业等并且在河流沿岸就形成一条工业走廊第四提高了水质TVA 进行了监测发布流域各水库的水质的工作并且致力于改善水质的活动第五是旅游为了适应人们的需要流域内已建成了 110 多个公园24 个野生动物管理区310 个风景区以及 110 个宿营地和俱乐部此外还有环境教育中心第六土地利用具体的措施就主要包括建自然保护区调整农 林 牧结构实行退耕还林 退耕还牧稳固河 湖的沿线控制水土流失以及恢复采矿区生态等等那通过以上的学习我们了解到流域开发是一个要统筹全流域各方面的系统工程是一个非常复杂的过程如果在流域开发之初考虑不周可能带来的是非常严重的环境后果
