河流的综合开发──以美国田纳西河流域为例

河流的综合开发──以美国田纳西河流域为例第1页/共82页第二节河流的综合开发

——以美国田纳西河流域为例第2页/共82页河流—人类文明的摇篮最早出现文明地区黄河-长江流域印度河-恒河流域两河流域尼罗河流域思考:下图说明什么问题?想一想:②河流会对人类带来哪些灾害呢?①为什么说河流是人类文明的摇篮?第3页/共82页1、流域:又称供水区，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总称，一般指地面的集水区。(见图)2、相邻流域间的山岭或河间高地，为分水岭。分水岭最高点的连线，称为分水线或分水界。◆、河流的概况分析:(一)几个基本概念分水岭第4页/共82页想一想:图中支流和干流连接在一起叫什么?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。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，又称河系。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。水系干流流支级一二级支流分水岭第5页/共82页4、干流——由两条以上大小不等的河流以不同形式汇合，构成一个河道体系。干流是此河道体系中级别最高的河流，它从河口一直向上延伸到河源。长江流域图第6页/共82页5、支流——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。第7页/共82页(二)流域的特性

（1）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。

（2）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。第8页/共82页

对于河流进行开发利用,除要考虑__________外,更要考虑____________特征,进行综合开发河流的特点流域的整体性美国田纳西河流域开发堪称这方面的成功范例。第9页/共82页1.河流的水系特征包括：

①长度

②流向

③流域面积大小

④落差大小(水能)

⑤河道曲直情况

⑥支流多少，支流排列形状(扇形、树枝状)2.河流的水文特征包括：①水位②流量③含沙量④结冰期⑤汛期⑥落差大小(水能)

⑦凌汛⑧径流量变化⑨流速(三)河流的特征第10页/共82页思考:河流流域不同区域开发保护的重点相同否?山地:保护重点:开发方向:河流:保护重点:植被的保护。水能的开发。水资源的合理分配和水质的保护开发方向:航运、养殖等河谷平原保护重点:开发方向:植被生态的保护。农业利用分析：流域开发为何不同？第11页/共82页一、流域开发的自然背景

【举例—田纳西河】

流域的自然背景地形特征气候特征水文特征矿产资源决定河流的利用方式流域的开发方向第12页/共82页田纳西河1、田纳西河流域的基本情况：(1)位置:(2)流域范围:位于美国东南部，中低纬度、距墨西哥湾不远

发源于阿巴拉契亚山脉的西坡，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。第13页/共82页田纳西河流域示意图位置：90°W80°W中低纬度距墨西哥湾不远中低纬度、美国东南部、距墨西哥湾不远30°N40°N密西西比河俄亥俄河田纳西河干流一级支流二级支流第14页/共82页(3)支流分布状况:(4)大坝和船闸及码头的分布。支流众多大坝和船闸及码头众多。中游地区码头较多;中上游大坝和船闸分布集中。第15页/共82页2、田纳西河开发的自然背景

(1)地形多山，地形起伏较大

(上游地区为高低起伏的山地丘陵，中游地区为丘陵，下游地区为冲积平原）

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。

上游地区中游地区下游地区第16页/共82页(2)、气候:亚热带季风性湿润气候，降水丰沛冬春多雨，夏秋降水较少说明田纳西河流域的气候类型及气候特点.田纳西河的地理位置和地形特点对降水有什么影响?利：水量大弊：降水与灌溉季节矛盾第17页/共82页思考: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?

降水丰富，年平均降水量在1300毫米左右，水量在冬末春初较多，夏秋季相对较少成因：夏季，来自墨西哥湾的暖湿气团受阿巴拉契亚山的抬升，东坡降水较多，而诺克斯维尔市在背风坡一侧，降水较少。冬季，来自极地的冷气团，在南下的过程中，随着纬度的降低，冷气团变暖，经过五大湖地区湿度变潮湿，这种气团受阿巴拉契亚山的抬升，西北坡降水较多。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?

田纳西河流域降水的季节变化，与农作物的季节需求产生了矛盾，成为种植业的限制性因素。

要解决这个问题，可利用田纳西河河道狭窄、落差大，利于筑坝的条件，多修建蓄水库，以解决流域灌溉的季节矛盾。第18页/共82页(3)、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。缺点：①由于地形起伏大，河流落差较大。②水量很不稳定。思考：该水系有何特征？以及有什么优缺点？第19页/共82页◆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？修建水库船闸调节水量，稳定水位。(与农业的需求结合，将修水库与船闸结合起来，使河流各段保持较稳定的水位，利于通航。)在径流量小的季节影响航运的顺利进行;特别是夏秋季降水较少,农业用水增加,水位下降较大.水位过低，吨位大的船只不能通航.问题?第20页/共82页煤铁铜磷、锌、云母等丰富利于流域综合开发田纳西河流域有什么矿产资源？这对流域的开发有何影响？(4)矿产资源:第21页/共82页位置发源注入所经地形气候水系水文状况矿产美国东南部阿巴拉契亚山地俄亥俄河山地为主亚热带湿润气候发达，支流众多水量不稳定，夏秋少，冬春多煤、铁、铜、磷、锌、云母水能丰富影响航运、农业落差水量影响知识点小结第22页/共82页二、流域的早期开发及其后果1、18世纪下半叶人类经济活动：

有较发达的农业，盛产棉花、马铃薯、蔬菜人口较少，影响不大对自然环境影响：2、19世纪后期人类经济活动：原因对自然环境影响：人口激增，掠夺式开发带来一系列生态环境问题第23页/共82页第24页/共82页流域19世纪后期的开发及其后果长期高强度种植棉花土地退化老棉花带衰落扩大耕地和获取炼铜用的木炭植被坡坏水土流失，生态环境恶化炼铜企业大量排放SO2，形成酸雨环境污染许多生物消失绝迹原因问题后果3、20世纪30年代初，成为美国最贫困的地区之一第25页/共82页位置：中低纬度、距墨西哥湾不远、美国东南部气候：亚热带湿润气候，降水丰富冬春多雨，夏秋降水较少水量大水量不稳地形：多山，地形起伏较大洪涝频发资源：流域自然地理条件排水不畅水能、煤、磷、金属矿流域人文地理条件：人口激增掠夺式开发土地退化、植被破坏、环境污染经济贫困落后小结

田纳西河有哪些区位条件？

第26页/共82页P51活动：墨累—达令河1、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。其中一个因素的变化，必定会引起其他诸多因素的变化。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。第27页/共82页第28页/共82页（1）上游（2）较大（3）由于降水多的东部和东南部水库众多，拦蓄了大量河水；该区分布的大片灌溉区消耗掉了支流的大部分径流。这样，汇入干流的径流量大量减少；加上部分干流流经干旱的亚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气候区，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。（3）对水资源数量掌握不清导致引用过多的河水用于灌溉，使下游生态环境恶化，甚至发生海水倒灌现象。第29页/共82页河流开发的自然背景地形特征气候特征水文特征矿产资源的蕴藏状况决定河流的利用方式流域的开发方向小结:田纳西河流开发的自然背景的分析第30页/共82页

阅读课文P52第一自然段思考：流域及田纳西河流域开发的核心分别是什么？三、田纳西河流域的综合开发1、流域综合开发的总体构想流域开发的核心：田纳西河的开发核心：河流的利用与治理河流的梯级开发(TVA)田纳西河能实现梯级开发的条件是什么？想一想：河道狭窄，落差大，有利于筑坝的地形条件第31页/共82页第32页/共82页

◆什么是梯级开发？

河流梯级开发:把河流分为若干段，选定适宜的坝址，修建一系列的水利枢纽，逐段地利用该河流的水利资源,同时兼顾防洪、航运、灌溉、水产等综合效益，这样的河流开发方式叫梯级开发。主要是对河流水能的开发。◆梯级开发是田纳西河综合开发的核心的原因因为梯级开发有利于：（1）防洪，减少水旱灾害（2）减少森林砍伐，利于保持水土（3）有利于航运、旅游了、养殖、灌溉（4）提供丰富的能源。第33页/共82页思考：

1．田纳西河干流共修建了几座大坝？对航运的作用是？除此之外还有什么作用？①共修建9座；②抬高水位，改善通航条件；③防洪发电，蓄水灌溉等。第34页/共82页思考：

2、为什么每年的8月1日，田纳西河流域的防洪水库开始放水？一方面，由于冬春季降水量大，需要为即将来临的雨季留出蓄洪库容；另一方面，农作物需水量大的季节已过。第35页/共82页读图分析：经过综合整治后，取得哪些效益？防洪、发电、航运、旅游、灌溉等。第36页/共82页2、流域综合开发的实施（1）防洪蓄水灌溉：防洪标准达百年一遇第37页/共82页思考：田纳西河流域梯级开发工程对防洪有什么重要意义？

田纳西河通过梯级开发在径流量大、落差较大的河段集中建设多个大坝，修建多个水库，在汛期通过大坝多次拦蓄洪水，降低洪峰，延缓洪峰对下游的冲击，从而起到防洪的作用。第38页/共82页

（2）航运：通航里程长；联系范围广；经济效益高。【诺克斯维尔以下均可通航，里程长；与五大湖相通，水运可达22个州，联系广。】第39页/共82页第40页/共82页水运的经济效益示意每年有4亿美元的通航效益第41页/共82页（3）发电：类型：水电、火电、核电影响：①全国最大的电力供应基地。②促进流域高耗能工业的发展；两岸形成“工业走廊”。读图分析:A、图中有那几种发电方式？B、这些发电站产生哪些影响？第42页/共82页田纳西河的水力资源充足，为什么还要大规模发展火电和核电呢？因为水电在河流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。第43页/共82页水库居民生活用水农业灌溉用水水生生物要求水质高污染防治水源涵养林保护库区生态环境改善（4）提高水质第44页/共82页（5）旅游：旅游业水库的修建流域环境改善带动促进

建立公园、野生动物管理区、风景区、宿营地和俱乐部以及教育中心成为著名的风景旅游区带动游船制造业和经营业的发展第45页/共82页建立保护区，调整农林牧，稳定河湖线，恢复采矿区。（6）土地利用自然保护区第46页/共82页◆田纳西河梯级开发如何促进第一、第二、第三产业的发展？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。另外，三大产业还相互影响。比如：森林得到恢复，为木材加工、造纸工业提供了原料。生态环境的改善提供了旅游业的基础。方便的水运为工业提供了廉价的运输。第47页/共82页今天的田纳西河流域水利工程建设控制洪灾水电、火电、核电大坝船闸运河改善航运条件建成综合性工业基地植树造林改善生态环境人均收入达到美国平均水平第48页/共82页

流域的综合开发总结1、流域综合开发的总体构想流域开发的核心：田纳西河的开发核心：

河流的利用与治理河流的梯级开发(TVA)2、综合开发与整治的结果：

（1）防洪效益：（2）航运价值提高（3成为全国最大的电力供应基地（4）提高水质（5）旅游业成为流域一项重要收入（6）做好土地利用规划经济效益实现社会效益统一生态效益第49页/共82页

流域开发的一般模式1、水资源合理利用2、环境整治

上游：

中游：

下游：3、流域综合开发以流域中生态环境效益为目标，充分合理开发流域内的各种自然资源，同时兼顾河流的整治。提炼知识水电、水利、水运、水产、水土保持修水库，水源林建设、开发水资源与调洪调蓄相结合设置滞洪和分洪工程、治理水污染修筑和加固堤坝，疏浚河道第50页/共82页上游中游下游上游：多峡谷急流,富水能中游：多曲流,多支流,多湖泊下游：水流平稳,江阔水深第51页/共82页让我们沿着田纳西河欣赏一下现在的景色吧第52页/共82页第53页/共82页河流上该不该建大坝《中国国家地理》杂志2004年专门做了一期“建坝与拆坝”专题，“在河流上该不该建大坝呢？”为什么有的国家建坝热火朝天，而有的国家正在悄悄地拆坝呢？第54页/共82页后水河水库第55页/共82页密西西比河上的水坝1密西西比河上的水坝第56页/共82页多瑙河上的水坝第57页/共82页阿斯旺高坝坝体，坝高111m第58页/共82页黄河龙羊峡第59页/共82页黄河小浪底第60页/共82页三峡大坝第61页/共82页◆尼罗河概况第62页/共82页一、阿斯旺大坝的自然背景耕地主要分布在尼罗河两岸的狭长地带和河口三角洲。尼罗河每年汛期泛滥，对耕地进行天然漫灌，土地肥沃。1、气候：埃及大部分地区属热带沙漠气候，炎热干燥，雨量稀少，降水季节变化、年际变化都大。2、水文：尼罗河全长6670千米，在埃及境内1350千米。来水主要靠维多利亚湖、白尼罗河、青尼罗河等支流。3、土壤、土地：4、植被：埃及全境90%以上是沙漠。第63页/共82页材料一：尼罗河有定期泛滥的特点，在苏丹北部通常5月即开始涨水，8月达到最高水位，以后水位逐渐下降，1至5月为低水位。虽然洪水是有规律发生的，但是水量及涨潮的时间变化很大。产生这种现象的原因是青尼罗河和阿特巴拉河，这两条河的水源来自埃塞俄比亚高原上的季节性暴雨。尼罗河的河水80%以上是由埃塞俄比亚高原提供的，其余的水来自东非高原湖。洪水到来时，会淹没两岸农田，洪水退后，又会留下一层厚厚的河泥，形成肥沃的土壤。四五千年前，埃及人就知道了如何掌握洪水的规律和利用两岸肥沃的土地。很久以来，尼罗河河谷一直是棉田连绵、稻花飘香。在撒哈拉沙漠和阿拉伯沙漠的左右夹持中，蜿蜒的尼罗河犹如一条绿色的走廊，充满着无限的生机。

第64页/共82页思考：尼罗河的汛期出现在哪几个月份，为什么？

6－10月非洲北部热带草原气候区因受赤道低气压带控制进入湿季，青尼罗河流域内降水明显增多，河流水量逐渐增大，进入汛期。第65页/共82页

?尼罗河为沿岸地区人民从事耕种提供了哪些有利条件？

①为定期泛滥的河水带来了肥沃的土壤；②为中下游两岸带来了充足的灌溉水源。枯阿斯旺大坝第66页/共82页二、阿斯旺大坝建设的积极意义(一)经济效益1、保证农田灌溉用水，部分地区由一年一熟改为一年两熟或三熟。【首要作用】2、防止水灾、旱灾，节约防洪开支。3、发电4、水库养鱼5、改善了尼罗河的通航条件第67页/共82页

大坝建成前，随着每年干湿季节的交替，沿河两岸的植被呈周期性的枯荣。水库建成后，水库周围原来的沿湖沙漠带出现了常年繁盛的植被区，这不仅吸引了许多野生动物，而且有利于稳固湖岸、保持水土，对整个沙漠环绕的水库起到了一定的保护作用。(二)环境效益(1)水能是可再生能源，水电站建成后，不仅可以永续利用水能发电，防止对植被的破坏，保护生态。(2)减少因矿物能源利用而带来“三废”。第68页/共82页1.阿斯旺大坝从哪些方面提高了尼罗河的利用效益？2.水能是可再生能源，水电站建成后，不仅可以永续利用水能发电，而且可以减少对矿物能源的使用，由此会产生哪些环境效益？问题P58

阿斯旺大坝的修建，提高了尼罗河灌溉、防灾、发电、养殖、航运等利用效益。

利用水电产生的环境效益主要是减少“三废”的排放。废渣的少排放可少占土地；废水的少排放，不仅节约了水资源，而且减少了水污染；废气的少排放，减少大气中的温室气体和酸雨的危害。第69页/共82页三、阿斯旺大坝带来的“弊”问1：阿斯旺大坝的不利影响主要表现在哪几个方面？①对土地（土壤）的影响：肥力下降，加重盐渍化；②对海洋生物的影响：主要是河口渔业产量减少；③对海岸地形的影响：泥沙淤积缓慢，海岸遭侵蚀后退。④对河流水质的影响：海水倒灌。问2：为什么会产生这些不利影响？阿斯旺大坝的修建，使河流下游及入海口处水沙减少第70页/共82页◆深入思考1.比较阿斯旺大坝的利与弊，是利大于弊还是弊大于利？

阿斯旺高坝曾经是埃及民众和政府的骄傲，为埃及的现代化事业做出了积极的贡献。高坝在带给埃及人民各种益处的同时，还存在不得不正视的弊端。近年来，埃及政府正在积极采取措施，尽可能地把阿斯旺高坝的负面影响减小到最低点。阿斯旺大坝的修建还是利大于弊。第71页/共82页2.阿斯旺大坝的利和弊对于其他大坝具有普遍性吗？3.我们应该怎样看待修建水库和大坝？说说前期规划和论证的重要性。

阿斯旺大坝的利和弊对于其他大坝不具有普遍性。因为大坝所处的河流的水文特征不同、流域的气候条件、地形条件不同，所产生的生态效应就不同。

我们应当一分为二地看待修建水库和大坝，既有利也有弊。前期规划和论证充足了、科学了，在工程完工后所造成的负面效应会降低到最小。若论证不充分、不严密，造成的后果将不堪设想。第72页/共82页

建大坝对生态环境的影响——以三峡大坝为例第73页/共82页

长江三峡水利枢纽工程，是迄今世界上最大的水利枢纽工程，其历经18年，到2009年工程基本完工。随着工程的一步步进行，三峡逐渐显示出其独特的作用，为整个长江流域带来巨大的经济效益和社会效益，但同时，它也存在着一系列不可避免的负面影响。三峡坝高185米，蓄水高度175米，总库容393亿立方米，其水位达到185.40米时形成的人工水库面积为1084平方公里，总长度600多公里，均宽1100米。◆三峡大坝概况第74页/共82页三峡工程简介

长江三峡水利枢纽工程简称“三峡工程”，是当今世界上最大的水利枢纽工程。三峡工程位于长江三峡之一的西陵峡的中段，坝址在湖北省宜昌市。三峡工程建筑由大坝、水电站厂房和通航建筑物三大部分组成。

大坝为混凝土重力坝，大坝坝顶总长3035米，坝高185米，设计正常蓄水位l75米，总库容393亿立方米，其中防洪库容221.5亿立方米。

水电站共26台水轮发电机组。单机容量均为70万千瓦，后又在右岸大坝“白石尖”山体内建设地下电站，设6台70万千瓦的水轮发电机。2009年三峡工程完工时的年发电量达1000亿千瓦时。

通航建筑物包括永久船闸和垂直升船机，均布置在左岸。永久船闸为双线五级连续船闸，升船机为单线一级垂直提升式。第75页/共82页三峡工程的综合效益

1、防洪

三峡工程是减轻荆湖地区洪涝灾害的重要工程，防洪库容在73—220亿立方米之间。长江三峡水利枢纽工程可以有效阻挡百年一遇的大洪水。2、发电

装机（26＋6）×70万(1820万＋420万)千瓦，年发电846.8（1000）亿度。主要供应华中、华东、华南、重庆等地区。长江三峡水利枢纽工程的发电量可以照亮大半个中国。3、航运

三峡工程位于长江上游与中游的交界处，地理位置得天独厚，对上可以渠化三斗坪至重庆河段，对下可以增加葛洲坝水利枢纽以下长江中游航道枯水季节流量，能够较为充分地改善重庆至武汉间通航条件，满足长江上中游航运事业远景发展的需要。4、旅游三峡大坝旅游观光区（坛子岭、185平台、截流纪念园、坝顶等）是湖北省仅有的两个5A级国家级旅游景区之一，也是全国唯一的5A级工业旅游区。随着三峡库区蓄水，湖北和重庆两地原来藏在深山的大批新景观展现在世人面前，成为长江三峡旅游的新景观。随着三峡宽谷成平湖，在长达650公里的水库里，可形成峡谷及漂流河段37处，溶洞15个，湖泊11个，岛屿14个。未来的三峡风光更加迷人。5、其它长江三峡水利枢纽工程在养殖、保护生态、净化环境、南水北调、供水灌溉等方面均有巨大效益。第76页/共82页

三峡工程有600多公里长的淹没范围，如果不采取措施保护文物，在库区蓄水达185米以后，大量的文物古迹都将淹没到水下。其中重要的文物古迹有涪陵白鹤梁、忠县石宝寨、丁房双阙——无