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美国东水西调：美国东部湿润，西部干旱缺水。目前已建成的跨流域调水工程有10多项，著名工程有联邦中央河谷工程、加利福尼亚北水南调工程等，这些工程年调水总量达到了200多亿立方米。通过调水工程，加利福尼亚、洛杉矶等地的生活和工业用水得到了保证。 例题分析：下面是美国的北水南调和澳大利亚的东水西调示意图及有关资料介绍，图中箭头表示调水方向，据图和资料分析回答下列问题。 材料一 美国太平洋沿岸北部水资源丰富，但光热资源不足；南部光热资源丰富，但水资源缺乏。由于南部城市和人口多，所以对农产品需求量大。为满足需求，美国将北部的水引到南部，灌溉农田，发展亚热带水果、蔬菜和粮食的种植。农产品不仅满足了南部的需求，而且还向北部输出。 材料二 澳大利亚东南部的墨累—达令河流域是世界著名的混合农业区。随着农业的发展，水资源缺乏现象越来越严重。为了保证区域经济的持续发展，不得不从大分水岭东部向西部引水，以解决农业灌溉的用水问题。 (1)为什么美国太平洋沿岸北部水资源有余，南部水资源缺乏？造成澳大利亚墨累—达令河流域水资源短缺的最主要的原因是什么？ (2)从工程建设的角度看，美国的北水南调和澳大利亚的东水西调，哪个难度大、投资高？理由是什么？ (3)根据材料一分析说明美国的北水南调为什么极大地促进了南部区域的农业发展。 (4)澳大利亚东水西调实施后，东部调出区的河流中下游出现水质变差、污染加重的现象，西部调入区出现土壤盐碱化加重的现象。请分析这两种现象产生的原因，并提出防治措施。 (1)美国：①美国太平洋沿岸北部是温带海洋性气候，降水较多，南部是地中海气候，降水较少；②南部比北部城市和人口多，水资源需求量大。澳大利亚：墨累—达令河流域水资源短缺的最主要原因是农业生产需水量不断增大，且该地位于大分水岭的背风坡，降水少。 (2)澳大利亚的东水西调。理由：美国输水路线与山脉走向相一致；而澳大利亚输水路线与山脉走向相交，需开凿隧道，翻山越岭。 (3)水资源的输入不仅弥补了南部水资源不足的劣势，而且还使光热资源的优势得到充分发挥。 (4)东部调出区河流中下游水质变差，污染加重的原因：河流水量减少，水体的净化能力和稀释作用降低。防治措施：研究确定合理的调水量和适宜的调水时间。西部调入区土壤盐碱化加重的原因：大量灌溉导致地下水位上升。防治措施：①建设排水工程，做到有灌有排；②推广喷灌、滴灌等节水技术；③调整种植结构，减少耗水量多的农作物种植面积等。 解析：第(1)题，根据经纬度位置即可判断美国太平洋北部和南部的气候差异，并结合两个地区需水量的差异，分析其水资源的盈亏。同时可以分析墨累—达令河流域水资源短缺的原因。第(2)题，从工程量考虑，也就是从其是否跨越山地进行考虑。第(3)题，从水资源的供给和充分发挥当地光热优势，进而影响农业发展方面回答。第(4)题，从水体的自净能力分析其水质变化；从盐碱地的形成原因及整治措施加以分析回答。 埃及西水东调：埃及适合人们居住和生产的地区仅占国土面积的4%，即尼罗河三角洲和尼罗河谷地。西水东调工程是从尼罗河三角洲地区，引尼罗河水向东穿过苏伊士运河，到达干旱的西奈半岛。通过调水，苏伊士运河两岸将新增耕地380万亩，为150万人口提供生活用水，缓解埃及粮食的短缺状况，促进了当地的全面发展和繁荣。 阿拉伯埃及共和国地处尼罗河下游，跨亚、非两大洲，主要领土在非洲，苏伊土运河以东的西奈半岛属亚洲，北临地中海，南与苏丹接壤，西邻利比亚，东邻以色列。埃及国土面积100万平方公里，绝大部分为沙漠，适于人居和生产的地区仅占国土面积的4%，即尼罗河三角洲和尼罗河谷地。西奈半岛面积约6万平方公里，其地势是南高北低，南有埃及最高峰凯瑟琳山，海拔2637米，北部地势平坦，多为沙漠。埃及气候炎热干燥，占全国86%的地区属热带沙漠气候，仅地中海沿岸属亚热带地中海式气候。 1.水资源及开发利用 埃及以干旱著称，降水稀少，年均仅10毫米，地中海沿岸年降水150～200毫米，开罗地区28毫米，开罗以南广大地区基本为无雨区，而且蒸发强烈，纳赛尔湖年均蒸发2500毫米。尼罗河是埃及唯一的河流，也是唯一的地表水源，可以这样说，尼罗河哺育了埃及人民，没有尼罗河也就没有埃及。尼罗河在阿斯旺年径流量840亿立方米，根据1959年埃及和苏丹两国签订的分水协议，埃及分享水量555亿立方米，苏丹分享185亿立方米，另100亿立方米作为最大蒸发量。待尼罗河上游工程完成后，尼罗河增加180亿立方米可用水量，埃及可再多分得90亿立方米，那时享有尼罗河水6.45亿立方米，另有地下水5亿立方米，灌溉回归水约1.20亿立方米，部分资源化后，水资源总量为685亿立方米，如果全部资源化，最大可能水资源770亿立方米。1990年埃及总用水量达到514亿立方米，水资源的开发利用达到很高程度，农业灌溉是最主要的用水户，年用水440亿立方米，约占总水量的85%，工业用水占9%，城市生活占6%，人均综合用水量为913立方米。 2.西水东调工程 (1)西水东调缘由 埃及经济以农业为主，但人口多，耕地少，1997年人口6200多万，耕地4200余万亩(280余万公顷)，人均耕地不足0.7亩(0.047公顷)，在耕地面积中约1／3种植棉花，是世界长绒棉的主要产地，也是埃及主要的出口物资，粮食不能自给，根据埃及农业发展政策，要求采取扩大耕地面积和提高单位面积产量双管齐下举措，增加粮食产量，最大限度地减少粮食进口，增加水果、蔬菜出口，其次是埃及人口集中在尼罗河三角洲和尼罗河谷，其它地方人烟稀少，位于亚洲部分的西奈半岛基本没有开发，对国家均衡发展极为不利，从长远社会经济发展要求考虑，迫切需要开发。西奈北部地势平坦，适于农耕，制约西奈发展的关键因素是水，而西奈半岛非常缺水，地表大部为沙漠覆盖，埃及唯一的水源是尼罗河，要开发西奈只有跨大洲从尼罗河调水，别无他途。 (2)西奈北部开发总体规划 埃及公共工程和水资源部为开发西奈半岛成立了“西奈北部开发委员会”，专司西奈北部开发工程的建设和管理，即埃及西水东调工程，工程主要有三部分：①苏伊士运河以西渠道；②穿苏伊士运河输水隧洞；③西奈北部输水工程，规划开发耕地378万亩(25.2万公顷)，其中苏伊士运河西侧非洲部分开发126万亩(8.4万公顷)。 苏伊士运河以东亚洲部分西奈半岛北部开发252万亩(17.36万公顷)，总用水44，5亿立方米，其中引用尼罗河淡水21，1亿立方米，利用三角洲灌溉回归水23.4亿立方米，大体按1:1混合进行灌溉，部分采用喷滴灌。根据不同土壤，分别种植谷物、水果、蔬菜、牧草和油料等作物，发展工农业生产，提供就业机会，减少粮食进口，增加水果、蔬菜出口。按规划将从人口过密的尼罗河谷移民75万人，来西奈北部发展，建立新村45个，每村约5万亩(0.33万公顷)耕地，建立中心村10个，每个中心村辖4～6个新村，划分成5个区进行开发。 (3)西水东调工程的规划与施工 西水东调工程从尼罗河三角洲地区起建萨拉姆渠，引尼罗河(杜米亚特河)水东调，在东调中加入排水(灌溉回归水)，萨拉姆渠到苏伊士运河段长约87公里，调水从苏伊士运河底下经隧洞立交穿过，继续东调175公里直达阿里什干河谷，连同运西段，西水东调工程主干线全长262公里。西奈北部开发工程基本是在沙漠地区进行，建设条件艰苦，但工程设计标准高，施工质量好，输水工程为减少渗漏损失，采取混凝土全断面衬砌，引进成套渠道衬砌设备进行施工，从渠道削坡、混凝土浇筑、震捣、切割分缝等全部机械化作业。尼罗河三角洲地势低平，穿苏伊士运河工程两端又有水位控制，因此东水西调工程为顺畅输水，设有九处抽水泵站，其中在输水干线上设有7级泵站，逐级提水东调，在最后一段，即第四开发区到阿里什河谷的第五开发区。由于地形复杂采用压力管道输水，水泵加压75.5米，抽水流量52.6立方米每秒。为预防干旱地区因灌溉产生土壤盐碱化问题，在灌溉工程建设的同时建设了排水系统，以控制开发区的地下水位。 (4)穿苏伊士运河工程 这是埃及西水东调工程中的最大单项工程，也是工程技术难度最大的一项工程。苏伊士运河为沟通地中海与红海的齐洋面运河，水位为0.0米，现运河底为—19.5米，计划将来浚深拓宽，河底深至-27米，设计输水隧洞顶部高程为—39米，距运河设计河底有12米距离，砂黏土地层，运河西侧有公路、铁路、供水渠道等设施，全部以隧洞形式与这些设施立交，设计输水隧洞长770米，最大输送流量160立方米每秒，设4条圆形隧洞，内径5.1米。隧洞由英国豪克公司设计，意大利公司施工，使用德国海伦克奈特公司盾构机开挖衬砌，隧洞外衬用预制30厘米厚混凝土拱片，中置2毫米厚PVC薄膜，内衬混凝土厚32厘米，隧洞两端进出口设有控制建筑物。 (5)工程投资与效益 西水东调开发西奈北部沙漠是埃及最大的土地开发项目，建设内容包括两大部分：①基础设施工程，主要有灌溉排水系统、输变电系统、道路工程；②开发区及新村建设，主要有农场内部的灌排水网、住房、公共服务设施、内部供电和交通等，按1994年价，总投资约17.24亿美元。工程于20世纪90年代初全面开工建设，至1995年苏伊士运河以西萨拉姆渠及土地开发等项目全部完工，1994年初开始建设穿苏伊士运河输水隧洞工程，工期3年，于1997年5月完工。 1998年10月26日，埃及总统穆巴拉克亲临西水东调穿苏伊士运河工程，按动提闸放水的电钮，在埃及历史上开天辟地头一回，通过苏伊士运河底下的输水隧洞，将尼罗河水调至干旱缺水的西奈半岛，为工农业生产和人民生活提供了宝贵的水资源。预计西奈北部开发工程将在2000年全部完成，届时西水东调工程将横贯西奈北部平原，苏伊士运河东西两岸将新增约380万亩(25万公顷)耕地，大片沙漠因有水而变为良田沃野，新建45座新村和住宅区，为150万人口提供生活用水，有效缓解埃及粮食的短缺状况，增加水果、蔬菜出口，促进西奈经济社会的全面发展与繁荣。 澳大利亚雪山调水：在雪山河及其支流上修建水库，通过自流或抽水，经隧洞或明渠，将南流入海的雪山河水调入城市。这就是澳大利亚世界闻名的雪山调水工程。调水产生了巨大的发电效益，电能输送到堪培拉、悉尼等重要城市；为调水建造的16座大大小小的水库，点缀于绿树雪山之间，成了旅游胜地；而西部的水质大为改善，生态环境宜人。 对于各用水户，不论是从河道取水，还是从渠道取水，均实行严格的取水许可证制度。管理机构直接对各用水户的取水进行计量、收费。取水许可证规定了用户平均年取水总量、用户取水设备的能力以及供水的保证程度。供水保证程度分为多个级别，低级保证率的用水户的取水完全受调度中心的控制，一般只有当较高级别的用水户得以满足，且保证河道最低流量的前提下，才向其供水；高级保证率的用水户在其水量配额与取水设备的能力范围内，可以根据需要自由取水。最低保证度与最高保证度的供水水价相差40倍。管理机构正是通过这一手段，鼓励各用水户修建自己的调蓄水库，鼓励用水户蓄丰补枯。 澳大利亚雪山调水工程建成后，为更好地发挥调水工程的长久效益，他们采取了一系列有效措施保护水环境。 一是严格控制农牧业用水增长。农牧业用水主要是农田灌溉与草场灌溉，耗水量大，排出的水体把农药、化肥与有机物、盐分带往下游；另外，土地的开垦增加了水土流失的危险。基于这些原因，有关州政府达成共识，不再签发新的农牧业取水许可证，并且根据斯诺伊河下游环保用水的呼声日益高涨，雪山工程跨流域调水量有可能下降的形势，准备出台大幅度提高水价的政策。管理者们深切体会到，只有提高水价，才能从根本上改变灌溉技术落后，既浪费水又污染环境的被动局面。 二是全面加强水土保持工作。雪山工程供水系统中有诸多水库，它们起着举足轻重的作用。为了保证这些蓄水工程不受淤积的威胁，联邦政府极为重视水土保持工作。他们将雪山工程的水资源区辟为国家公园，国家公园内除供游人观光外，不发展其他产业。为了保护植被，游览者只能在特定的通道上行走，这种通道实际是高于地面的小木桥。 三是全社会自觉保护水质。在澳大利亚，水质保护的重点是防止蓝藻爆发和农田污水入河。阻止蓝藻生长的有效办法是减少有机物进入水体，为此沿河岸修筑了拦截板，防止落叶、枯草被卷入水中。另外，严格禁止未经处置的污水排入河道。现在各州已把引水量与其污水处理建设作为一个整体，处理能力大的地区将会在供水方面得到优惠。 四是采取措施降低土壤盐渍化。澳大利亚地下水很丰富，估计有4400亿立方米，但可用量只有703亿立方米，其他的均含盐分很高。在灌溉农业发展起来之前，地下水埋藏很深，对环境不产生影响。随着土地的开垦，降雨直接与裸露的土表接触，大大增加了入渗水量；大规模的灌溉，也增加了地下水补给量。高盐分地下水位的上升，使得大片土地受到盐碱化威胁，树木、植被大片死亡；含盐水向河道入渗，污染水源；城市建筑物的基础以及公路路基受到化学侵蚀的严重危害。对此，政府一方面严格限制农业用水量的增加，鼓励投资更新灌溉技术，严格限制河道取水，以保证河道有足够的流量冲洗盐分。 以色列北水南调：把北方较为丰富的水资源输送到干旱缺水的南方，这就是以色列国家输水工程。利用南部充足的光热条件，生产出了高质量家产品，使水果、蔬菜、花卉等成为国家赚取外汇最多的产业之一。 北水南调工程是以色列最大的工程项目，也是以色列国家输水工程。北水南调工程将以色列北方较为丰富的水资源输送到干旱缺水的南方。起始水源地位于以色列东北部的太巴列湖，高水位时太巴列湖可蓄水43亿立方米，除去损耗及下泄约旦河0.4亿立方米水，以色列北水南调工程年均抽太巴列湖水4.0亿立方米左右。 北水南调工程的建设，由于全国南北实行统一水价，才得以在水源地200公里以外的南部发展灌溉，利用北方的水资源和南部充足的光热条件，生产出高质量的水果、蔬菜和花卉等农产品。该工程既改善了以色列水资源配置的不利状况，缓解了制约南部地区发展的主要限制因素，也改善了严酷的生态环境条件，带动了南部经济社会的发展。同时，该工程把大片不毛之地的荒漠变为绿洲，扩大了以色列国的生存空间。北水南调工程由以色列塔哈尔公司设计，由具有水资源开发利用和管理等行政职能的麦克洛公司负责建设和管理。以1953年开挖6.5公里长艾拉本隧洞为标志，该工程正式开工建设，1964年建成投入运行，前后历时11年，投资1.47亿美元。北水南调工程建地下厂房，岩洞内安装三台水泵，每台泵抽水流量为6.75立方米每秒，总抽水能力20.25立方米每秒。工程设两级泵站，第一级提升250米，第二级提升150米，再经两道倒虹吸，第一道跨越150米深凹槽，第二道槽深50米，输水隧洞总长9.31公里，明渠33公里。水在调节池经检测化验，沉沙灭菌消毒处理，达到饮用水标准后，输入内径2.8米、长77公里主干管道。调水管道向南到130公里处的特拉维夫东北部后，主干管分为东西两支继续向南延伸，直达内格夫沙漠。至20世纪80年代末，北水南调工程输水管线南北已延长到约300公里，沿途设多座泵站加压，并吸纳全国主要地表水和地下水源。同时，向外辐射的供水管道与各地区的供水管网相连通，形成全国统一调配的供水系统。
以色列在艰难条件下建设调水工程的成功经验，对其他国家与地区改善水资源配置，开发利用和保护水资源，解决缺水难题，促进经济和社会发展具有积极的借鉴意义。 俄罗斯莫斯科运河工程 1930年，莫斯科的水资源开发殆尽后，前苏联开始兴建莫斯科-伏尔加运河（1947年后改称莫斯科运河），不仅为首都莫斯科市提供了稳定水源，而且显著改善了莫斯科河的水质及城市景观。该工程年实际供水量还使莫斯科同圣彼得堡间航程大大缩短，发电量更超过2亿千瓦时。正如一些水利专家所说，没有莫斯科运河，就没有今天的莫斯科市。
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