利用南极冰山解决沙特阿拉伯缺水问题的设想

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导入:
请大家欣赏两段风光片
播放视频一,视频中是展现的是哪个国家?被誉为“太阳之国”的沙特阿拉伯。
播放视频二,视频中展现的是哪个地区?南极洲。那漂浮在海洋上的冰山宛若一座座巨型的汉白玉雕成的海上宫殿,气势恢宏,动人心魂。
一个是气候干旱,沙漠广布;一个是晶莹剔透,冰雪覆盖这两个不同的地理环境放在一起,你会想到什么问题?
(生)是否可以用南极冰山解决沙特阿拉伯的缺水问题!
针对这一课题,同学们已经进行了为期一周的研究性学习,这种看似天方夜谭般的设想是否可行?如果可行运输过程要受到哪些因素的影响?怎样合理的选择运输路线?大量地将南极的冰山运往热带地区将会对全球的环境产生哪些影响?好,现在就请各小组汇报他们的学习情况。
教学过程:
分组汇报研究性学习内容:
第一组:可行性组
(陈萌)阿拉伯语中有一俗语:“水即生命。”
图片中的这个人是2003年联合国教科文组织国际淡水年特使沙特阿拉伯王子阿尔索德,在这次会议上,他发表了这样的讲话:
“由于我本人来自沙特阿拉伯——一个没有长年流淌的河流、小溪和湖泊,降雨稀少的沙漠王国,我非常清楚淡水的价值。不久前,我国的人民还习惯于传统的生活方式,人们本能地适应水资源短缺的环境,不浪费水,有多少水,就只用多少,城镇才得以发展。但是今天,人们的生活方式发生了变化,和世界上许多地方一样,沙特正经受着水资源短缺的严峻考验。”
沙特为何水资源短缺?目前采取哪些措施来缓解?请关佳琳同学给大家介绍。
国旗:绿的旗地上用白的阿拉伯文写着:“万物非主,唯有真主;穆罕默德是安拉的使者” 下方宝刀,象征圣战和自卫。绿象征和平,是伊斯兰国家所喜爱的一种吉祥颜。
国徽:是由两把交叉着的宝刀和一颗枣椰树莫干山组成。枣椰树代表农业,象征沙漠中的绿洲宝刀象征圣战和武力外交之都为吉达;宗教之都为麦加
农业
沙特十分重视农业发展。全国有可耕地3200万公顷,已耕地360万公顷。从业人员约为39万,农业收入占国民生产总值的4.7%。政府对农业实行优惠政策,鼓励农作物特别是小麦的种植,调动了农民积极性。目前主要农产品有小麦、椰枣、玉米、水稻、柑橘、葡萄、石榴等。粮食自给率为98%,小麦已实现自给自足并出口,世界第六大小麦出口国。畜牧业主要有绵羊、山羊、骆驼等。政府还利用地方和私营企业力量兴办肉鸡、蛋鸡场,发展养鱼业,鼓励大公司建立各种农场。沙有自流水井4万眼,饮用水井5.2万眼,水坝220座,蓄水能力达8亿立方米。
工业
沙特是名副其实的“石油王国”,石油储量和产量均居世界首位。石油和石化工业是沙特的经济命脉,石化产品外销70多个国家和地区,石油收入占国家财政收入的70%以上,石油出口占出口总额的93%。2005年沙原油日产量为1050万桶。近年来,沙政府一方面充分利用本国丰富的石油、天然气资源, 另一方面也积极引进国外的先进技术设备,大力发展钢铁、炼铝、水泥、海水淡化、电力工业、农业和服务业等非石油产业,依赖石油的单一经济结构有所改观。
一、沙特阿拉伯水资源短缺现状(关佳琳)
沙特概况:“无流国”
沙特阿拉伯,位于亚洲西南部的阿拉伯半岛上,(东经35~55度北纬15~32度东濒新罗爱宝客免税店海湾,西临红海,北回归线横贯中部,面积225万平方公里,人口2276万,是西亚面积最大的国家。其石油储量和产量均居世界第一,是名副其实的“石油王国”,但水资源极为匮乏,全国没有一条像样的河流和湖泊。人均水资源占有量仅为世界平均水平的1.2%,人们生产和生活用水主要来自海水淡化和地下水。有限水资源使沙特面临着严峻的考验。
1、缺水原因
自然原因:指图分析
地理位置:纬度位置:北回归线穿过;海陆位置:亚洲西南部
气候类型:根据气候的分布规律,沙特为热带沙漠气候,
气候成因:终年受副热带高压及东北信风控制,盛行下沉气流;而伸向陆地的红海和波斯湾面积小,对气候的调节作用弱。
气候特征:气候炎热干燥,内陆最高气温达50~55,年降水量仅约100毫米厦门环岛路图片沙漠占全国面积的一半
人为原因
人口的增长,工农业的发展,现代化城市的发展、人们生活方式的改变,对水资源的数量和质量需求增加。已超过了水资源承载能力,每年的用水缺口大4.5亿立方米。
2、目前解决缺水问题的措施和局限性
⑴开源措施
1海水淡化:成本高,质量低,引发环境问题
目前,沙特等海湾国家主要通过海水淡化解决用水问题,过去25年海湾国家投资建设的近600个海水淡化站中,有70%以上是建在沙特境内。沙特政府为解决严重的缺水问题投入巨资,建立了25个大型海水淡化工厂,日淡化海水525万立方米。约占世界海水淡化总量的25.9%,淡化海水能力居世界第一,用钢铁和水泥等各种材料建造的输水管总长达2080千米,已形成一个遍布全国的庞大供水网。但是海水淡化成本高,用淡化的海水发展灌溉,农业生产成本就更高。
局限性:
海水淡化成本偏高,每吨约1美元
淡化后产生大量的浓盐水又重新被排放回大海,造成局部海域范围内海水含盐量增高,破坏海域生态平衡
生产过程排放大量废弃,污染环境
海水淡化大量消耗石油资源,每年有相当部分的石油资源用于海水淡化
2开采地下水:开采量超过了补给量,引发环境问题
沙特75%~85﹪的工农业及生活用水来自地下水。
局限性:
地下水位大幅度下降,有些地区的泉水干涸;还引发了地面沉降、海水倒灌,地下水质恶化;农业生产因排水设施不足加剧了土壤盐碱化。
3水利工程:修建水坝蓄水,目前已修建的有200多座,但因降水稀少,储水
量有限。
4跨流域调水:不现实,整个西亚地区水资源都相当紧张,而且容易引起国际
纠纷。
5人工降水:气候干旱,成云致雨机会少
⑵节流措施:无法根本解决
由于水资源本身不足,光靠节约用水、节水灌溉无法从根本上解决水资源的紧张问题。
师:…谈的很好,不但能从自然和人为两个方面分析沙特的缺水原因,还提出了解决缺水问题的措施,并分析其局限性,视野比较开阔。
二、南极水资源量丰质优(王瑞林)
1、量丰
①水资源丰富:
南极洲面积为1400万平方千米,95%以上的地方常年被冰雪覆盖,形成了巨大而厚实的冰盖。它的平均厚度达2450米,冰雪总量约2700万立方千米,占全球冰雪总量的90%以上,占全世界可用淡水的72%。有人估算,这里的淡水资源可供全球使用7500年。因此,南极洲是人类最大的淡水资源库。冰川全部融化,海平面将上升50—60米。
②为何丰富:
这里的空气比撒哈拉沙漠还干燥,为何能成为巨大的淡水资源库呢?
南极地区终年受极地高压带控制,盛行下沉气流,全年降水稀少,为冰原气候。年降水量只有55mm,但因终年严寒,蒸发微弱,降雪经年累积形成了厚厚的冰川,成为世界淡水储量最丰富的地区。2022年公务员下半年报名时间冰川在重力作用及大陆地形坡度的影响下,向四周流动,呈舌状深入海洋,崩裂后漂移到海洋中,形成冰山
南大洋上的冰山总数约有22万个,平均每个冰山的重量约10万吨左右。其中大约有20万个分布在距南极大陆90~140公里的海域里。冰山一面向外海漂一面被融化、破碎。它们的平均寿命约为13年.只有少数巨大的冰山能保存几百年
2、质优
1独特的纯净性
冰川水资源是在大气中没有任何工业污染的时代由大气降水结晶而成的,杂质和有害物质比现在少得多。品尝过南极冰川的科考队员都说:“甘甜、清冽,人生哪得几回饮”。南极冰川不仅清醇甘洌,而且溶解时冰体中的气泡会发出清脆的响声,美妙悦耳。2008年我国24次南极科考队从南极带回一件珍贵的礼物,5吨冰川,赠给了上海亚太酿酒有限公司生产“南极啤酒”。
2含氘较低
冰川在促进动植物生长、增强新陈代谢、减缓细胞衰老等方面尤为突出,浸在冰川水中的豌豆发芽率比浸在自来水中的高50﹪~100﹪。
三、从经济角度建模分析(陈萌)
从经济角度研究冰山运输的可行性。
背景:
专家建议从9600千米远的南极用拖船运送冰山,取代淡化海水
目的:
选择船型和船速,使冰山到达目的地后每立米水的费用最低,并与淡化海水的费用比较
分析结果:
大型拖船V= 107 (3),船速 u=4~5(千米/小时), 冰山到达目的地后每立米水的费用约0.9
美元
虽然0.9美元略低于淡化海水的成本每立方米1美元,有关部门认为,只有当计算出的结果显著低于淡化海水的成本时,才考虑其可行性。
此外
四、尽管运输成本高,但沙特财力雄厚,有能力支付;并且冰山运抵沙特后,还可以获得其他效益,如冷气,可冷冻食物
五、由于地球水体处于永续的水循环过程,南极冰川储量不会明显下降
六、随着科技的不断发展
组长总结:随着运输技术的不断发展,运输成本的降低,冰山搬家是可行的。
师:可行性研究组从沙特缺水的紧迫性及经济角度分析了冰川运输的可行性。但从南极到沙特,距离遥远,冰山体积巨大且易融化,运输绝非易事不论是技术还是线路,都是值得商榷的难点。那么,在运输冰山之前必须解决的技术问题有哪些?下面请技术组提供技
术指导。
第二组:技术组(吴俊佑)
一、科学家提出的运输方案
联想到目前的科技水平,大抵可以通过以下三个方案来运输冰山:
1以液态形式:但这需要花大量的资金来融化冰山;
2以小冰块的形式:尽管这样会节省大量的资金,但花费在各种设备上的投入必将增加;
俄罗斯工程师卡米德·克哈里多夫开发了一项称为“生活用水”的计划鸣沙山月牙泉在哪里哪个省份,从南极大陆的冰山上获取人类所需的液态水。他建议应该在冰山上就对冰块进行处理。特制的切冰设备将冰切成块,接着拖入大海,最后装上特制的运冰船。克哈里多夫已开发出所有的运输技术,并申请了专利。例如,在运冰船抵达沙特阿拉伯的港口后,首先将冰块卸入水中,然后用特制的绞车将冰块拖入船坞。在将冰块浮出水面后,还要将它们移到一个特制的滑槽中,这些冰块便会顺滑槽进入冰块贮槽中,这个贮槽离海岸很近,还可以用这个贮槽来生产所需
的冷水和冷气。在2000年8月,应联合国教科文组织的要求,克哈里多夫将“生活用水”计划递交到2000世界博览会。在那次展览会上,工作人员用图像向与会者展示了该计划的各项技术。邢台云梦山风景区门票价格
3以大冰块的形式:尽管这种方法资金投入少,但可能会造成许多严重的装载问题。
4、拖船拖拽形式:
由于这三种方法的资金投入都非常大,因此,无论采用哪种方法,运输冰山的成本都特别高。而目前,操作及运输设备方面的技术水平还不具备处理如此大密度、大面积重物的条件。同时,有冰山的地区(南极洲和格陵兰岛)也不适合这些重型设备和机械的操作。此外,地球上现在还没有能够承担运输这种巨型冰块任务的船只。
二、运输中需解决的技术问题(重点)
1、动力:借助风和洋流以降低运输成本
2、防融:
①路程要短:在与沙特位置最接近的南极洲外围海域寻冰山
②速度要快:借助风和洋流
③气温要低:季节的选择
④防融技术:研究隔热防融而又成本低廉的冰川覆盖膜
结论:
本着降低每立方米冰川的运输成本,需要解决动力和防融两个技术问题。为此
在冰山的选择上:要做到路程短,在与沙特最接近的南极洲外围海域寻,且冰山要稳定,坚实。
在线路的设计上:要做到速度快,应充分借助风和洋流的动力
在季节的选择上:最佳季节是南半球的冬季,因为大本分航程是在南半球
在防融技术上:  覆盖冰川防融膜
师:感谢技术组提供的技术支持,假如运载问题解决了,我们下一步就可以根据技术组的指导执行任务了!

本文发布于:2023-08-08 22:07:43,感谢您对本站的认可!

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标签:冰山   海水   淡化
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