第三章《地球上的水》简介
课程教材研究所 丁尧清
一、教材编写的指导思想
水既是地球上最为活跃的物质之一，又是支撑人类及其社会生存和发展的重要自然资源之一。作为一种自然营力，水是自然地理环境中联系能量平衡与物质平衡的主要桥梁，其存在方式、运动和变化，直接影响着地表形态的塑造乃至自然生态系统的功能。作为一种生存条件，远古时代的先民就知道逐水草而居，并在河流的阶地上发展聚落，孕育了灿烂的大河流域文明。随着全球人口的不断增长和工业、农业以及城市化的快速发展，人类对纯洁淡水的需求不断增加，在某些地区已经超过水资源可持续供给的能力，而且因为污染使得可以利用的水资源进一步减少。目前全球有20亿人面临缺水，到2020年预计全球缺水人口可能超过50%。为唤起人们对缺水问题的关注，联合国环境规划署将第31个世界环境日（2003年6月5日）的宣传主题定为“水──20亿人生命之所系”。因此，掌握有关水文过程的知识使我们能够评估水资源的供需状况、合理规划水资源的管理使用，并保护水资源不受污染。
课程标准中涉及水要素的内容有三条：（1）运用示意图，说出水循环的过程和主要环节，说明水循环的地理意义。（2）运用地图，归纳世界洋流分布规律，说明洋流对地理环境的影响。（3）以某种自然资源为例，说明在不同生产力条件下，自然资源的数量、质量对人类生存和发展的意义。与1996年颁布实施的《高中地理教学大纲》相比，新课程有三个方面的变化：一是知识点有所减少，内容简化，例如海洋水只讲它的一种运动形式（洋流），不讲温度和盐度。二是能力要求和技能训练具体化，例如画示意图说明水循环的过程和环节，在地图上归纳洋流分布规律。三是突出水要素及其过程对自然环境和人类活动的影响，例如举例说明水循环的地理意义，洋流对地理环境的影响，水资源对人类生存和发展的意义等。
按照课程标准的要求，教材将这部分内容组合成三节。在组织和呈现教学内容时，主要依据以下三条原则：一是紧扣课程标准的要求，加强基础，适度扩展。二是密切联系实际，突出水要素对自然地理环境和人类活动的影响。三是精选案例，突出水要素的运动过程。
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图1 “地球上的水”知识结构
二、教材重点与难点说明
第一节 自然界的水循环
教学重点
（1）了解陆地水的组成及其相互关系。
（2）画图表示水循环的过程和环节，说明水循环的地理意义。
（3）遵循水循环的规律，合理安排人类活动。
教学难点
如何在一幅示意图中综合表现水循环的过程和各主要环节之间的相互联系，以及举例说明水循环的地理意义。水循环跨越了大气圈、水圈、生物圈和岩石圈，联系着陆地、海洋和大气。从运动途径上看，水循环包括降水、蒸发（蒸腾）、下渗、径流、水汽输送等环节，从空间范围上看分为大循环（海陆间循环）和小循环（陆地内循环和海上内循环）。在太阳辐射作用下，海洋经由蒸发每年向大气圈供应50.5万立方千米的水汽，其中9/10以雨水形式又立即返回海洋，另外1/10到达陆地后以径流形式返回海洋。因为陆地内循环的存在，这5万立方千米的水能够蒸发若干次，重新成为雨水再降落，这样就“放大”了降落在陆地上的大气降水量，大致增加到2倍多。关于水循环的意义应通过海洋、大气和陆地之间物质和能量的输送和转化过程来说明，一是水循环可以调节地球吸收的热量，对
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地表能量起着再分配的作用，例如海洋通过蒸发不仅向大气输送水汽也输送了热量，从而减小赤道和极地之间的温差，使环境更适合生物生存；二是水循环是一座巨大的天然淡水制造厂，提供生命所需的淡水，因为从海洋进入大气以及大气降水几乎都是化学纯水，并且使陆地水体以不同周期自然更新；三是很多自然过程，例如地貌过程、元素迁移等，都离不开水的运动和迁移。
第二节 大规模的海水运动
教学重点
（1）运用气压带和风带图式说明风海流的形成。
（2）运用地图归纳世界洋流分布规律。
（3）举例说明洋流对自然环境和人类活动的影响。
教学难点
如何通过读图归纳洋流的分布规律，这可以以太平洋海区或大西洋海区为例，对比总结南北半球高低纬度间的环流形势。先提示学生思考大洋环流有哪几个环流圈，其中心和流向是什么，再推测这些洋流在运动过程中分别受到哪些因素的影响。可结合教材提供的全球风带和洋流模式，分析行星风系、地转偏向力和陆地形状的作用，引导学生理解地理要素间的相互联系和相互作用。局部海域（如北印度洋）的洋流可作一般性了解。关于洋流的地理意义也应注意前后知识间的联系，结合读图来理解，如对照《世界1月气温分布图》《世界气候分布图》《世界渔场分布图》等。洋流对气候的影响主要表现在热量和水分的输送上，例如在全球高低纬度间的热量传输中洋流占了1/3（大气环流约占2/3），在局部海区如北太平洋同纬度的西岸（日本沿岸约20℃）水温远高于东岸（北美西岸仅10℃）。表层洋流流速较快，大约50－150厘米/秒，但因为洋面广阔，因此能够冲散、稀释污染物质。例如从中国台湾岛释放一个漂流瓶，要花2－3年才能到达加拿大的温哥华。但应警惕不能制造太多的污染物，也不应随意丢弃，否则不仅破坏生态环境，也有损国家形象。例如1997年1月，在日本九州海岸就曾发现凭借黑潮到来的东南亚地区抛弃的垃圾。
第三节 水资源的合理利用
教学重点
（1）了解水资源的概念和衡量水资源的具体指标。
（2）运用图表说明全球和我国水资源时空分布不均的特点。
（3）说明在不同生产力条件下，水资源的数量和质量对人类生存和发展的意义。
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（4）树立水资源可持续利用的观念，了解解决水资源供需矛盾的策略。
教学难点
水资源与人类活动的关系，首先表现在它具有自然和社会双重属性，例如人类既可以直接利用它提供的交通、饮水、灌溉等服务，也可以通过劳动增加其价值，如海水淡化、生产饮料等。其次从历史发展来看，当生产力水平较低时，人类无力改造自然，只能适应自然。为了用水，只能“逐水草而居”。为了躲避水害，往往“择丘陵而处之”。到了农业社会，人们发展了筑堤防洪、挖沟排水、引水灌溉、围湖垦荒等技术，其中既有成功典型如在川西平原修建的都江堰灌溉工程、纵贯南北的京杭大运河等，也有不和谐的工程，如明、清时期为了遏制黄河夺淮入海后对运河通航的不利影响，在淮河中游末端建造“蓄清刷黄”的洪泽湖平原水库，抬高了淮河中游河段的水位，形成现代治淮的难点。近现代以来，随着科学和技术的进步，人类对水资源的开发利用在广度和深度上呈现出革命性的变化，具有途径多元化和技术先进的特征。从总体水平来说，人类进入工业化社会以后，特别是发展了筑坝建库的水工技术以后，才有可能根本改变河流的天然状况，实现大规模的改造自然。第三，从现实因素来看，水资源的质量问题日益突出，人们对饮用水的要求越来越高，出现了矿泉水、蒸馏水等新产品。这是因为现代工业和农业生产给水增加了新的物质，造成水污染，加上深井的大量开凿，连深层地下水也难逃其害，严重侵蚀了水资源的服务和供应能力，危及人体健康和生态安全，甚至影响社会稳定和地区安全。
三、需要说明的几个问题
在教学中，应注意学科之间、自然地理模块前后知识之间的联系。例如水的三态变化及其吸热放热过程与物理科的联系，水的下渗、溶解物质和径流输送和化学科的联系，水的运动和大气环流、地表形态塑造间的联系等等。这可以举水循环在全球规模上的三种基本方式为例，一是通过相变，与大气混合，随着大气环流或地区性环流，做远距离的传播，主要是实现全球水热再分配和水量平衡；二是在盛行风作用下，以洋流形式在海洋中作大规模的运动，主要是调节全球热量分布和气候；三是在重力作用下，以径流形式由陆地汇入海洋，主要是输送元素和地表物质。
讲述水循环的地理意义应注意渗透人类活动对地表物质流的改变和如何因势利导、和自然和谐共存。人类对水循环的改变主要表现在以下几方面：一是扩大灌溉面积和修建水库，增加地表蒸发和区域降水；二是修建水利枢纽工程，调节水的时间分布，稳定径流，改变河流输沙过程；三是跨流域调水，改变水的空间分布。在径流环节，可适当扩展引导学生从自然过程的角度认识河流的生态功能和洪水现象。形象地说，河流相当于地球表层的脉络，它是陆地和海洋间交换物质和能量的通道。作为一种自然现象，江河洪水有补给两岸地下水和湖泊洼地的水源、塑造河床、稀释污水等作用，是维持河流生态功能不可缺少的因素。例如黄淮海平原的形成就得益于黄河从上游向下游输送泥沙，下游河道也因每年有洪水冲刷泥沙，才能保持一定的河槽。内陆河塔里木河下游河道两岸的地下水和河道终端的湖泊、湿地及其周边生态系统，如胡杨林绿色走廊、罗布泊、台特玛湖等，都要依靠上中游宣泄的季节性洪水来补给，才能起着分隔和限制沙漠的不可替代的作用。人类改变下垫面例如清除地表植被、围湖造田、城市化等可能加剧洪水现象，也能通过工程措施控制一定标准的洪水。洪灾则是人类开发利用冲积平原而产生的问题，为趋利避害，就需要避免过度和不合理的开发，既要修建具有一定标准的防洪工程体系，也要有计划地安排“分蓄洪区”，为洪水让出足够的蓄泄空间。即使是分蓄洪区，在服从分蓄洪要求的前提下，仍可以合理地加以利用。
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关于全球水资源危机问题，其根本原因在于水资源时空分布不均，而人类活动例如利用水资源的方式、生产力布局不均、浪费和污染等则加剧了水资源的紧张形势。因为从总量上看，虽然人类可利用的水只相当于地球“大水缸”里的“一汤匙”，但这“一汤匙”若按全球人口计可达每年人均7 342立方米，远高于每年人均300立方米的缺水上限。在我国，人均河流径流量每年达到2 474立方米，而实际用水量仅为500立方米。因此总体而言世界上是不缺水的。问题首先在于全球水资源的时空分布极不均匀。从空间上看，巴西、俄罗斯、加拿大、美国等10个国家集中了全球约65%的水资源，约占世界人口总数40%的80个国家和地区却严重缺水。在我国，长江流域及其以南湿润的南方有7亿人口，占全国1/3的耕地和4/5的水资源；北方有5.5亿人口，占全国2/3的耕地和1/5的水资源。北方耕地每公顷的水资源只是南方的1/8，生产的粮食却占全国70％。从时间上看也是极不均匀，以我国为例，河流径流具有年内分配不均匀、年际变化大、连丰连枯等特点。其次从全球用水结构来看，农业、工业和生活用水分别占70％、22％和8％。农业是用水大户，但随着城市化和工业化进程加快，其份额将降低。从地区分布来看，发达国家以工业和生活用水为主，发展中国家以农业用水为主。由于城市和工业用水经济效益高，而且能够创造更多就业机会，因此农业用水势必让位于工业用水，从而严重影响农民收入乃至国家粮食安全，这在发展中国家尤为突出。
我国当前面临的水资源供需矛盾突出表现在城市和工业飞速发展但供水能力不足、城乡争夺可用水资源的竞争日益加剧、流域上下游省份间的用水矛盾、用水去创造就业还是维持粮食自给等方面。解决的对策首先是提高水资源供给量，包括修建水库、跨流域和跨地区调水、可持续地开发利用地下水、控制水污染等；其次是利用经济、法律和行政手段，提高用水效率，如提高水价、推广节水技术和回水利用；第三是寻找替代水源，包括以虚拟水形式进口水量（粮食贸易）、减小个人的水足迹等。例如约旦和以色列等干旱国家为缓解自身水资源压力，主要出口消耗单位水量而产生高收益的农作物（如椰枣和葡萄），进口高水分农作物（虚拟水）。消费模式特别是日常饮食对水足迹也有较大的影响，例如小麦耗水量远小于水稻，生产同等重量的禽产品所需粮食仅是畜产品的一半，因此多吃面食、少吃畜类就相当于在节水。
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