河流综合治理与开发教案.doc

32 河流的综合开发 以美国田纳西河流域为例课时安排：2课时教学目的： 1观察地图，建立流域和水系的概念，并总结归纳出流域的基本特点：特殊性和整体性2结合地图和地理图表，分析田纳西河流域开发的自然背景。3通过了解田纳西河流域不同时期的开发措施和后果，分析流域综合开发的意义。教学重点：1分析田纳西河流域开发的自然背景。2分析流域综合开发的意义教学难点：建立流域和水系的概念【知识归纳】1.有关河流的基本概念(1)流域：指供给河流地表水源的地面集水区和地下水源的地下集水区的总称，一般指地面集水区。(2)分水岭：相邻流域间的山岭或河间高地。分水岭最高点的连线，称为分水线或分水界。(3)水系：指河流干流、支流和流域内的湖泊、沼泽或地下暗河，彼此连接组成的庞大系统。它汇聚全流域的地表水和地下水，最终注入海洋、湖泊或消失在荒漠中。河流水系由干流和一系列支流组成，一般将流入干流的支流，叫一级支流，流入一级支流的叫二级支流，依次类推。例如，密西西比河是干流，俄亥俄河是一级支流，田纳西河又是俄亥俄河的支流，为二级支流，坎伯兰河在肯塔基附近与田纳西河交汇，为密西西比河的三级支流。2.航运条件分析影响河流航运价值的因素既有自然因素，也有经济因素。关于自然因素主要看河流的水量和水量的变化两个方面，而经济因素主要看流域内经济发达的程度。流域内经济越发达，影响因素水量经济发达程度水量变化大小高低不发达发达内河航运大小客货运输的需求越大，航运也就越发达。气候，降水影响河流流量和流量的季节变化以及河流水位高低，决定河道的宽度，气温影响冰期，决定河流是否四季通航。地形，落差大小，决定水流是否平稳，主要出于对航行安全的考虑。通航里程：江阔水深，水流平稳，通航里程长，通航时间长（四季通航最好）是河流航运的有利条件。航运价值是否高，还要受其流域或沿岸人口、城市、经济的影响。例：莱茵河与长江。两河流，其航运价值都很高。回答主要从气候、地形、通航里程，流域内经济状况四方面分析。莱茵河处于温带海洋气候区，终年温和多雨，河流因补给水源充足而终年流量大且稳定，没有明显的枯水期，主要流经平原地区，流域内落差较小，通航里程长。流域内经济发达，航运价值高。而长江由于长江流域主要地处我国湿润地区，流域内降雨量丰沛，河流水量大，汛期长，一年四季均可通航，多数干支流经地区地势平坦，因而通航里程长，江阔水深，通航条件优越，流域内经济发达，航运价值高，有“黄金水道”之称。3.河流的水文特征 描述河流水文特征一般从以下几个方面进行描述：水量大小；水位季节变化大小；汛期及长短；含沙量大小；有无结冰期、有无凌汛现象；落差及水能。水位、流量大小及其季节变化：水位和流量大小取决于河流补给类型，以雨水补给为主的河流水位变化由降水特点决定；以冰川融水补给为主的河流，水位变化由气温特点决定。汛期长短：雨季开始早结束晚，河流汛期长（珠江）。雨季开始晚，结束早，河流汛期短（东北的河流汛期短，但有两个汛期）。 含沙量大小：由植被覆盖情况和土质状况决定的。植被覆盖差，土质疏松，河流含沙量大。反之，含沙量小。有无结冰期：由流域内最低气温决定的。月均温在0以下河流结冰，0以上无结冰期河水流速大小：由地形决定，落差大流速大、地形平坦、水流缓慢。水能蕴藏量：由流域内的地形、气候特征等决定。凌汛：（1）条件：a、有结冰期 b、由低纬度流向高纬度（有高温区流向低温区）（2）时间：初冬、初春4.河流的水系特征5.影响河流水力资源的因素 一条河流或某一河段水力资源是否丰富，主要看两方面：一是河流水量的大小，一般水量越大，径流越稳定，水力资源越丰富；二是河流的落差，一般落差越大，水流越急，水力资源越丰富。具体分析思路如下：第一课时【导入】水是生命之源，河流为我们的生产生活提供了饮水、灌溉、航运等便利条件，但多年来对河流的开发利用也造成了严重的问题。（播放08年江淮流域洪水的视频资料）。提问：能不能采取有效措施减轻洪涝灾害对人类造成的危害？采取什么措施最好？（讨论、自由发言）我们这节课以美国田纳西河为例探讨流域的综合开发措施一、流域1.流域基本概念(1)流域 (2)水系 (3)分水岭；分水线（界）流域的特性特殊性 每个流域的特征各不相同，有的流域适宜人类生存，先形成了人类文明。人类文明大多发源于大河流域，如尼罗河文明、两河文明、黄河长江文明、印度河恒河文明。整体性流域是一种特殊类型的区域，它的各组成部分之间联系非常密切，构成一个整体。对河流进行开发利用，除要考虑河流的特殊性外，更要考虑流域的整体性特征，进行综合开发。美国田纳西河流域开发堪称这方面的成功范例。植被含沙量地形塑造地形河流落差水量水能资源产业类型及布局地质成矿矿产资源降水【承转】流域是一个整体区域，进行开发利用，要考虑河流的特殊性，更要考虑流域的整体性，进行综合开发。美国田纳西河流域开发是一个成功范例。二、流域开发的自然背景：决定河流的利用方式和流域的开发方向 一个河流流域的开发利用，与其本身的自然环境有关，比如密西西比河下游，地势平坦，土层深厚，就适宜发展农业；而科罗拉多河，河道狭窄、落差大，就适宜开发水利资源，对于田纳西河来说，搞清其流域的自然环境，是避免盲目开发的首要条件。1田纳西河流域的基本情况位置：位于美国本土的东南部，是密西西比河支流俄亥俄河的一条的流程最长、水量最大的分支，发源于阿巴拉契亚的的西坡，在肯塔基市附近注入俄亥俄河。全长1450千米，流域面积10.6万平方千米。2流域的不同部位的环保侧重点组成部分重要性保护重点山地河流的发源地，其生态环境直接影响河流的水量和水质植被生态河流是流域中开发利用的主要部分注意水资源的合理分配和水质保护河谷平原人类活动比较集中的地区生态环境保护3田纳西河流域的自然背景：地形 多山，地形起伏较大 利：蕴藏着丰富的水力资源。弊：使得陆路交通不便但河流航运对沟通上、下游地区之间的联系，作用十分突出。多山陆路交通不便 水能丰富发电航运开发利用方向要点归纳：思考：水力资源丰富的原因有哪些？气候 亚热带地区，气候温暖湿润。降水丰富，冬末春初多降水，夏秋季降水相对较少。描述酷寒严寒寒冷温和温暖炎热月均温-30-34.9-2020温暖湿润 冬春降水多， 夏秋相对较少水热充足生长期缺水对农业生产的影响要点归纳：思考：如何利用田纳西河的水资源进行农业生产？思考1田纳西河水主要靠大气降水补给。根据流域的气候特征，田纳西河水量季节变化有什么特点?点拨：降水丰富，年平均降水量在1 300毫米左右，冬末春初多降水，夏秋季降水相对较少2从农业发展角度看，夏季是作物的主要生长期，需水量较大，而冬季需量较少。田纳西河流域的气候条件对农业发展有什么影响?如何利用田纳西河的资源发展农业?点拨： 第一问从灌溉不足、资源浪费、农业减产等方面思考；第二问从修建水库等方式进行调整季节分配等方面考虑。（过渡）由于地形的影响，河流的航运作用十分突出，河流的航运条件除了受到地形条件的影响外，还受到水文水系的影响。，水系 优点：水系发达，支流众多，水量丰富，大部分可通航，并通过密西西比河及其支流可通往全国大部分地区(图317)。缺点：由于地形起伏大，河流落差较大。水量很不稳定。落差大支流众多水系发达水量丰富 水文水系特征地形：多山冬春降水多，夏秋少水量不稳定气候湿润要点归纳：引导学生思考：针对以上的限制性条件，如何改善流域的航运条件？（修建水库，抬高河流的水位。）矿产资源 矿产资源丰富，主要有煤、铁、铜、磷、锌、云母等。因此这里的采矿业一度比较兴盛，但开发初期容易造成生态环境问题。思考田纳西河水量的变化对航运会有什么影响?怎样才能改善田纳西河的航运条件?点拨： 在径流量小的季节影响航运的顺利进行。第二问从修建水库和船闸等方面进行调整河流的径流量。【合作探究三】借鉴田纳西河流域开发的自然背景，试分析我国长江流域开发的自然背景。田纳西河的区域优势（过渡）流域的自然背景决定了河流的利用方向和流域的开发方向，因此必须对流域进行因地制宜地开发。三、流域的早期开发及其后果 18世纪下半叶：农业较为发达，盛产棉花、马铃薯和蔬菜。对自然环境的影响不大，整个流域环境较好。 19世纪后期，流域内人口激增，开始对对其进行掠夺式开发，带来一系列生态环境与社会问题。1土地退化 田纳西河流域是美国的老棉花带。棉花是一种对地力消耗较大的作物，长期高强度地种植棉花，造成土地退化，致使老棉花带衰落。2植被破坏 为了扩大耕地面积和获取炼铜用的木炭，大片的森林被砍伐；此外，矿山开采也破坏了地表植被。植被破坏造成水土流失，生态环境恶化。3环境污染 炼铜企业大量排放高浓度的二氧化硫，形成酸雨。酸雨污染了土壤和水体，使许多生物消失绝迹。生态环境问题 产生的原因造成的后果上地退化田纳西河流域是美国的老棉花带。棉花是一种对地力消耗较大的作物，带内长期高强度种植棉花老棉花带衰落植被破坏为了扩大耕地面积和获取炼铜用的木炭，大片的森林被砍伐，矿山开采也破坏了地表植被水土流失，生态环境恶化环境污染炼铜企业大量排放高浓度的二氧化硫，形成酸雨酸雨，污染了土壤和水体，使许多生物消失绝迹【合作探究一】阅读P51活动题，完成：1、 读“澳大利亚墨累达令河流域图”，分析：墨累达令河流域降水少的自然原因是什么？点拨：位于大分水岭的西侧，地处背风坡，降水较少。活动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与半干旱气候为主，大部分地区年降水量在200500毫米，农业需要灌溉。在20世纪2070年代，由于不合理的开发利用，流域的生态环境遭到破坏。1随着农业的发展，灌溉不断增加。根据图318，总结灌溉对流域生态环境的影响。点拨：图3.18给我们的信息是：生态系统是个整体，其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，必定会引起其他诸多因素的改变。不考虑生态系统的这种关系，任意对自然环境加以改变，最终可能会给生态环境带来灾难性的后果。本图中，农业需要灌溉，这是天经地义的事，但灌溉引起了自然界一系列因素的变化，最终造成了人类生存构成威胁的种种灾难：牲畜质量下降、鱼类减少、土地盐碱化。其实，这幅关系图还远未把许多影响表示出来。比如，湿地的减少，会造成鸟类减少；鸟类减少，会造成虫灾增多；人类如使用杀虫剂则又会加剧环境的污染2图319为墨累达令河流域水库和灌溉区的分布图，从中可以看出，上、中游地区截取了大量河流径流。这样做的结果是使下游水量明显减少，生态环境恶化。在极干旱时，出现海水倒灌的现象，影响河流的利用。我们从墨累一达令河流域开发过程中可吸取哪些教训?点拨：从图中可以分析出：由于降水量多的东部和东南部水库众多，拦截了大量河水；该区分布的大片灌溉区消耗掉了支流的大部分径流。这样，汇入干流的流量大量减少；加上部分干流流经干旱的热带草原气候和热带沙漠气候区，又消耗掉部分河水；而下游地区属地中海式气候，夏季炎热干燥，上游来水减少，必定导致河水水位下降，生态环境恶化。极度干旱时，就会出现海水倒灌现象。从墨累达令河流域开发的情况来看，主要是对水资源的数量掌握不清。导致引用过多的河水灌溉，使下游生态环境恶化，甚至发生海水倒灌现象。板书设计32 河流的综合开发 以美国田纳西河流域为例一、流域1几个基本概念干流、支流（一、二级支流）、分水岭、流域流域的特性特殊性 整体性二、流域开发的自然背景：决定河流的利用方式和流域的开发方向1田纳西河流域的基本情况2田纳西河流域的自然背景： 地形 ：多山，地形起伏较大气候 ：亚热带地区，气候温暖湿润。水系 ：优点：水系发达，支流众多，水量丰富 缺点：由于地形起伏大，河流落差较大。水量很不稳定。矿产资源 ：矿产资源丰富三、流域的早期开发及其后果1土地退化 2植被破坏 3环境污染第二课时（过度）针对以上出现的问题，20世纪30年代，美国开始对田纳西河进行综合开发和管理。四、流域的综合开发1综合开发的必要性：20世纪30年代前，田纳西河流域的开发受自然因素和人文因素的因素，没有实现经济、社会和生态效益的统一，现表解如下：因 素经济水平低的原因自然因素地形地形起伏大，陆路交通不便气候降水冬末春初多，夏秋季较少，洪涝发生频繁水系水系发达，支流众多，水量丰富，但不稳定矿产资源丰富，但利用单一，开发水平低人为因素土地退化长期高强度种植棉花，地力消耗较大植被破坏扩大耕地面积和获取炼铜的木炭及矿山开采破坏了植被，导致水土流失，生态环境恶化环境污染炼铜企业排放高浓度的二氧化碳，形成酸雨2综合开发：流域综合开发的总体构想：流域的开发都以河流的利用(田纳西河的梯级开发)与治理(恢复和治理生态环境)为核心，结合流域的具体特征，对资源进行综合开发和利用。田纳西河流域综合开发的核心：田纳西河的利用与治理。田纳西河流域管理局(简称TVA)针对早期开发所带来的问题，负责田纳西河流域的统一开发和管理的机构。TVA将河流的梯级开发作为流域开发的核心，并结合资源条件对流域进行综合开发，同时对流域的生态环境进行恢复和治理(图320)。 1933年以后，TVA在田纳西河的干、支流上修建了71座大小水坝，在防洪、航运、发电、提高水质、旅游、土地利用等方面实现了统一开发和管理。3田纳西河的干、支流上修建水坝的作用防洪 在干支流上建成了具有防洪库容的水库35座，形成了统一有效的水库防洪调度系统，防洪标准达到百年一遇。1933年以后，全流域再未发生洪灾，平均每年防洪减灾效益约2亿美元。思考 结合田纳西河流域的自然特征，分析修建大坝有何作用? 点拨： 由于河流水量很不稳定，导致径流量小的季节无法通航，而修建大坝以后可以调节水流，增加径流量小的季节的水量，利于通航。航运水坝修建后，河流水位保持平稳，诺克斯维尔以下均可通航。目前，田纳西河经俄亥俄河和密西西比河，与五大湖相通，通过水运可达美国22个州。每年田纳西河水运的通航效益比陆路节省约4亿美元(图323)。发电 建成了30座水电站，同时大规模发展火电和核电，使田纳西河流域成为全国最大的电力供应基地。廉价而可靠的电力供应，促进了流域内炼铝、化学等高耗能工业的发展，在田纳西河两岸形成一条“工业走廊”。阅读 通过材料的阅读了解抽水蓄能水电站的工作原理。【合作探究一】田纳西河流域内已经有丰富的水电资源，为什么还要发展火电与核电？点拨：这是因为水电在枯水期往往电力不足，需要火电或核电补充；而火电或核电检修时，又需要水电代替供电。三类电厂相互补充，形成了一个稳定的供电系统。提高水质 提高水质而采取的措施：如污染防治、水源涵养林保护和库区生态环境的改善等等。旅游 建立了一大批公园、野生动物管理区、风景区、宿营地和俱乐部，以及规模宏大的教育中心。目前，该流域已经成为一个著名的风景旅游区，旅游业收入成为流域一项重要的收入来源。土地利用留出大面积土地用于生态恢复，建立自然保护区调整农业、林业和牧业结构，实行退耕还林，退耕还牧，提高了森林覆盖率和草原面积采取措施稳固河、湖岸线，有效地控制了水土流失对采矿区的土地生态进行恢复和治理。通过综合开发与整治，田纳西河流域根治了洪灾，农林牧渔业、工业和旅游业得到了迅速发展，生态环境明显改善。到20世纪80年代，田纳西河流域人均收入水平已接近全国平均水平，实现了经济效益、社会效益和生态效益的统一。【合作探究二】读图3.18，分析田纳西河梯级开发如何促进第一、第二、第三产业的发展？点拨：对于农业，梯级开发为其种植业和林业、牧业提供了水源、消除了洪涝灾害，为水产养殖提供了场所；对于工业，水电使其污染下降，成本降低；对于第三产业，梯级开发提供了旅游资源和便利的交通。【合作探究三】梯级开发为什么成为田纳西河流域综合开发和治理的核心？点拨：首先，梯级开发分段修水库和船闸，能改善不稳定的径流，使各段水位相对平稳，利于通航。其次，水库建成之后，可以抵御洪涝灾害，蓄水后利用落差可以发电，电力充足用于冶金工业，既保护了森林，又减轻了二氧化碳的排放，使环境质量得到改善。第三，水源充足，小气候得到改善，地力和植被都可得到恢复。反过来，植被得到恢复，又可以改善不稳定的径流。第四，水库储存的水源，可以解决农业灌溉所需，对农业生产十分有利。【合作探究四】田纳西河流域的开发经验对我国流域治理有何启示？1、设置专门的开发机构，健全法规，完善管理。 -田纳西河流域管理局。2、因地制宜选择流域开发重点，形成各具特色的开发模式。 -从防洪入手，重点发展水运、水电、优先发展高耗能工业、发展旅游业。3、不断加大开发力度，提高流域的开放度。 -招商引资、扩大对外贸易、加强对外交流。4、注重社会经济效益和生态环境效益的统一。 -提高环境质量，开发旅游资源.阅读说明：伏尔加河的案例可以作为另一种流域开发利用的模式，进行对照分析。伏尔加河主要流经平原地区，航运条件很好，但平原地区难以修建大型水利工程，导致水量难以得到调节，水旱灾害频发。伏尔加河的综合利用。1流域开发的自然背景：欧洲第一大河，位于俄罗斯境内，多流经平原地区，干支流通航里程达3 260千米，通航期200多天。流域内有丰富的石油、天然气、钾、磷等矿产，人口稠密，交通便捷，工农业发达。2流域的综合开发主要以修筑大型水利枢纽、进行梯级开发为重点，通过开通运河、清理水道、建设河港等工程措施，沟通了波罗的海、白海、黑海、亚速海、里海，实现了“五海通航”。通过对全水系进行综合开发治理，实现了发电、航运、灌溉、供水、渔业和旅游等综合经济效益，带动了全流域国民经济的综合发展。3综合开发存在的问题。水利工程没有修建过鱼道，影响鱼群洄游产卵；下游没有修建大型水库，水量受自然因素影响较大，水旱灾害频繁发生；沿岸污染源没有得到有效控制，河水污染严重。活动目前田纳西河流域的综合开发与治理，主要包括防洪、航运、发电、提高水质、旅游、土地利用六个方面。在开发过程中，只有建立和保持这六个方面的合理关系，才能保持流域的生态平衡，实现人类活动与地理环境的相互协调(图328)。1根据图329，说明提高土地利用程度会导致其他五个方面的哪些变化。点拨：根据图3.28和图3.29，提高土地利用程度，也就是要增加开垦荒地、发展畜牧业、增加旅游设施，为造纸厂采集更多的原料。这些措施，有可能会使（1）旅游在更短期内获得更高的经济效益，但从长期分析会导致旅游业萎缩；（2）由于农畜业用地的增加，会增加农药、化肥、杀虫剂、除草剂的使用量，从而导致水质下降；（3）由于农牧业加强，用水量也有所增加，对枯水期的发电用水会有减少；（4）由于与（3）同样的理由，枯水期水位下降，航运条件变差；（5）由于提高了土地利用程度，会加重水土流失现象，河流含沙量增加、淤塞河道、小气候恶化、洪涝灾害增多，加重防洪负担。2在土地利用之外，另选一个方面，分析受它变化(提高或降低)的影响，其他五个方面会产生怎样的变化?将你的研究成果用图表示出来。点拨：如果我们选择河水水质下降，由此可能引起其他因素产生以下变化：（1）河水水质变坏会影响到土地的利用。比如水果、蔬菜、粮食、花卉的种植和畜牧业等，凡是用河水灌溉或引用的，都将受到影响。（2）河水水质下降，将会使旅游人数减少。（3）如果水质变差是由于“富营养化”的话，会引起水生植物滋生，繁生的水生植物顺流而下就可能堵塞水轮机，影响发电。甚至使溢洪道排洪不畅而影响防洪效果。（4）短期内不会对航运带来麻烦，但旅游人数减少，也会影响航运的经济效益。板书设计32 河流的综合开发 以美国田纳西河流域为例四、流域的综合开发1流域的开发的核心：河流的利用与治理2田纳西河流域管理局(简称TVA)3田纳西河的干、支流上修建水坝的作用防洪 ：形成了统一有效的水库防洪调度系统航运发电 ：水电、火电、核电提高水质：如污染防治、水源涵养林保护和库区生态环境的改善等旅游土地利用建立自然保护区提高森林覆盖率和草原面积有效控制水土流失对采矿区的土地生态进行恢复和治理。五、伏尔加河流域的综合开发1流域开发的自然背景2流域的综合开发3综合开发存在的问题