宁夏 金卫东
流域的综合开发利用评价、保护及治理措施
宁夏 金卫东
流域的综合开发往往以河流的梯级开发为核心,通过修筑水坝、整治河道,发挥防洪、航运、发电、供水、养殖、旅游等多种效益。利用河流的水文特征和水系特征,从流域开发背景、航运价值、水能资源、水利工程、河流综合开发措施等方面进行利弊分析。流域开发和综合治理的一般思路:首先,分析该流域的地理条件(背景);其次,分析对流域发展的有利因素和制约因素;最后,根据其发展的有利因素探寻该流域的发展方向,根据其限制性因素探寻综合治理的措施。
流域的综合开发利用评价主要包括流域的自然背景评价、流域的水能资源评价、流域的航运价值评价、流域的水利工程影响评价及流域的径流量评价等。
(一)流域的自然背景评价
【例1】(2014年北京卷)读下图,回答下列问题。
20世纪50年代以来,针对海河流域频发的旱涝灾害,在流域西部、北部修建了大量水库,在东部新开了多条入海河道。
结合流域气候和地形特点,分析修建水库和新开入海河道的自然原因。
试题要求从海河流域气候和地形背景分析修建水库和新开入海河道的自然原因。从气候特点分析,该流域降水量偏少且集中在夏季,季节和年际变化大;从地形特点分析,中上游地区以山地、高原为主,洪水汇集时间短,因此修建水库调节,既能防灾防洪,也能蓄水防旱。
流域的自然环境是开发的基础,决定了流域综合开发利用的方向。在对流域开发的自然背景(地形、气候、水文、自然资源等)进行评价时,利用流域的自然特征,对自然要素从利与弊两个方面进行评价。
(二)流域的水能资源评价
水能是河流将势能转化为动能的过程中产生的。河流水能资源是否丰富,取决于河流的流量和落差,河流流量越大、越稳定,落差越大,水能资源越丰富。即便河流水能资源丰富,也不一定具备开发价值,一般人烟稀少、电力需求量小、水能资源丰富区大多山高谷深,开发不便(开发难度大,费用高,环境破坏严重),开发价值不大。
(三)流域的航运价值评价
从河流的水系特征看,要从流域面积大小、支流状况、河网密度、河道状况等方面评价河流的航运价值;从河流的水文特征看,要从河流径流量的大小、流量的稳定性、含沙量的高低、结冰期的长短、落差和流速等方面进行评价其航运价值;从流域内的人口和经济发展状况看,一般人口众多、经济发达、人流和物流量大的河流的航运价值大。
(四)流域的水利工程影响评价
要综合地、一分为二地看待大型水利工程的建设。大型水利工程的建设有利有弊,例如大坝的建设一般具有防洪、发电、航运、养殖、供水、灌溉、提高水质、旅游等综合效益,但在大坝建设过程中会破坏地表形态和植被,造成水土流失,以及大坝蓄水会影响生物多样性,诱发地震、滑坡等地质灾害,也会使河流水文特征发生变化。
(五)流域的径流量大小和变化评价
要从影响河流径流量的因素出发评价径流量的大小和变化。如补给类型(地下水是最稳定、可靠的补给源)、气候(降水量的大小和年际、季节变化,降水量和蒸发量的对比关系)、湖沼(河流中下游地区的湖沼具有调蓄径流,与河水有互补关系)、地形(坡度大,河水流速快,暴涨暴落,蓄水能力差)、流域面积(面积狭小,河水蓄积量小)、支流状况(支流越多,来水量越大)、植被覆盖率(越高,涵养水源功能越强,补给量越大,流量越稳定,含沙量越低)、人类活动(兴修水库、引水灌溉、破坏植被等)。
【例2】(2013年山东卷)下图示意某流域开发的三个阶段(a)和三条流量变化曲线(b)。读图回答1,2题。
1.该流域开发过程中( )
A.降水量增加B.蒸发量增加
C.下渗减少D.地表径流减少
2.假设该流域三个阶段都经历了相同的一次暴雨过程,在P处形成的流量变化过程为图b,①,②,③分别对应的是( )
A.Ⅰ,Ⅱ,ⅢB.Ⅱ,Ⅰ,Ⅲ
C.Ⅲ,Ⅱ,ⅠD.Ⅰ,Ⅲ,Ⅱ
图中Ⅰ到Ⅲ三个阶段的两个明显特征:植被覆盖率减少,居民点增加。由此,可以推知该地降水量减少,但由于居民点增加,用水量增加,蒸发量会减少,由于植被减少,涵养水源功能下降,下渗量减少,使地表径流增加。故该题正确选项为C。
同样的暴雨过程,植被覆盖率越低,环境滞蓄大气降水的功能越差,使河流径流量变化越大,因此Ⅰ到Ⅲ三个阶段对应的径流量变化应该是③②①。故该题正确选项为C。
河段主要特点开发利用重点保护重点上游山地是河流的源地,落差大,多峡谷,水能丰富,但生态环境脆弱在保护生态环境的前提下,适度开发水能资源其生态环境直接影响河流的水量和水质,应保护好山区植被,防止水土流失和水源地污染中游主要流经河漫滩平原和低山丘陵区,多支流汇入,水量丰富,一般是农业较发达的地区中游是河流开发利用的主要河段,可发展水电、航运、灌溉、养殖、旅游等在利用时要注意水资源的合理分配和水质的保护下游主要流经冲积平原和河口三角洲地区,水量充沛,但容易发生洪涝灾害,是人口稠密、人类生产和生活比较密集和发达的地区为城市供水、发展内河运输、灌溉、养殖等是河流最容易发生洪涝灾害和遭受污染的河段,重点是防洪、防治水污染和保护生态环境
【例3】(2016年全国新课标Ⅱ卷)阅读图文材料,完成下列要求。
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。
(1)分别指出罗讷河上游(瑞士境内)、北部支流(索恩河)和地中海沿岸支流径流量的季节变化。
(2)下表列出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,截弯取直,消除河道分汊①、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、、第三阶段20世纪80年代以来恢复弯曲河道及河道分汊恢复河流生态
(3)说明法国为整治和开发罗讷河而成立“国立罗讷河公司”的原因。
(4)说明“恢复弯曲河道及河道分汊”对恢复河流生态的作用。
该题主要考查流域的综合治理与开发。第(1)题,该题主要考查影响河流径流量季节变化的因素。结合图文资料,罗讷河上游(瑞士境内)源于阿尔卑斯山,有积雪融水和冰川融水补给,有春汛,夏季气温高,冰雪融化量大,径流量大,冬季气温低,冰雪融化量小,为枯水期。北部支流(索恩河)流经温带海洋性气候区,全年降水均匀,所以全年径流量比较稳定,无明显枯水期。地中海沿岸的支流流经地中海气候区,夏季受副热带高压控制,盛行下沉气流,降水少,河流为枯水期,冬季受来自于大西洋中纬西风带的影响,降水多,河流为丰水期。第(2)题,该题主要考查河流整治的措施。整治河道,截弯取直,消除河道分汊,可以增强河流的泄洪能力,减轻洪涝灾害和改善航运条件;进行梯级开发,可以发电和改善航运条件,整理河谷滩地利于土地开发。第(3)题,可参照必修3中成立田纳西河流域管理局的原因进行分析,因为河流跨多个行政区,由国家唯一授权机构才能协调各行政区、各部门的利益,成立“国立罗讷河公司”是为了从河流整体进行综合整治,以实现整治效益最大化。第(4)题,“恢复弯曲河道及河道分汊”对恢复河流生态的作用可从恢复河流自然状态、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、对污染的净化能力等方面分析。
治理措施治理目的兴建水库(水利枢纽)蓄水防洪、调节径流、发电、航运、养殖、供水、灌溉、提高水质、旅游等,改变水资源时间分布不均跨流域调水改变水资源空间分布不均修建分洪、泄洪、蓄洪区分散泄洪,蓄水防洪,减轻洪涝灾害疏通河道,加固河堤增强河流的泄洪能力和通航能力,防御河流决堤保护植被和植树造林吸纳和滞蓄大气降水,涵养水源,削减洪峰,保持水土控制工业“废水”和生活污水排放量,兴建污水处理厂防治河水污染因地制宜地调整产业结构,改进灌溉技术合理开发利用流域内的各种资源,保护生态环境,节约用水成立流域管理局对流域统一规划、统一管理,合理分配水资源
(作者单位:宁夏固原市第二中学)