In droge gebieden op aarde, zoals het Midden-Oosten, bestaat vaak een tekort aan zoet en drinkbaar water.
Een effectief waterbeheer is van groot belang om waterschaarste te beperken.
In deze opdracht leer je over drinkwaterwinning, ontzilting en duurzaam watergebruik in het Midden-Oosten.
Wat kan ik straks?
Aan het eind van deze opdracht kun je:
omschrijven hoe drinkwater wordt gewonnen in het Midden-Oosten;
omschrijven wat een begrensde en onbegrensde aquifer is;
verschillende methodes van ontzilting van water in het Midden-Oosten herkennen;
twee voorbeelden noemen van duurzaam waterbeheer in het Midden-Oosten.
Wat ga ik doen?
Activiteiten
Aan de slag
Stap
Activiteit
Stap 1
Je leest over waterwinning in het Midden-Oosten en over het verschil tussen een begrensde en onbegrensde aquifer. Je tekent een schematische dwarsdoorsnede van een aquifer, zoals die in de Gazastrook voorkomt.
Stap 2
Je leert over verschillende manieren van ontzilting in het Midden-Oosten. Je bekijkt een video over destillatie door zonne-energie en beantwoordt er vragen over.
Stap 3
Je leest over twee verschillende manieren van duurzaam waterbeheer. Je beantwoordt er vragen over.
Afronding
Onderdeel
Activiteit
Begrippen
De begrippen gaan over waterwinning en waterbeheer in het Midden-Oosten.
Eindopdracht A
Kies je voor opdracht A: dan maak je de toets.
Eindopdracht B
of
Kies je voor opdracht B: dan maak je samen een Powerpointpresentatie over het Rode Zee - Dode Zeekanaal.
Terugkijken
Terugkijken op de opdracht.
Tijd
Voor deze opdracht heb je ongeveer 3 tot 4 lesuren nodig.
Aan de slag
Stap 1: Droog en zout
Het klimaat in het Midden-Oosten kenmerkt zich door weinig neerslag, veel zon en overwegend hoge temperaturen.
Opdracht
Zoek in de atlas op welke woestijnen er in het Midden-Oosten liggen.
Noem de naam van de woestijn en het land (of de landen) waar die woestijn in ligt.
In het Midden-Oosten bestaan enkele manieren van drinkwaterwinning. Vergeleken met Nederland wordt er weinig gebruikgemaakt van oppervlaktewaterwinning. Dit komt doordat er weinig neerslag valt en er weinig rivieren, meren en beken in het gebied zijn.
Oppervlaktewaterwinning vind je alleen in Libanon en Israël, bepaalde delen van Egypte, Jordanië en Syrië. In andere landen als Saudi-Arabië, Oman, Koeweit, de Verenigde Arabische Emiraten en Libië is er weinig tot geen waterwinning via rivieren of neerslag.
Aquifers
Veel water wordt gewonnen uit aquifers. Een aquifer is een natuurlijk waterreservoir dat zich diep in de grond bevindt in een poreuze laag gesteente of zand.
Er zijn twee soorten aquifers: de onbegrensde en begrensde. Een open of onbegrensde aquifer is aan de bovenzijde niet afgesloten door een ondoordringbaar materiaal. In gebieden met veel neerslag kan deze soort aquifer aangevuld worden.
Men spreekt van een gesloten of begrensde aquifer als de waterhoudende grondlaag ingesloten ligt tussen ondoordringbare materialen, zoals klei of massief gesteente. Het grondwater blijft op de plek waar het is. Het water in deze reservoirs wordt ook wel fossiel water genoemd, omdat het naar schatting 20.000 jaar oud is. Het fossiel water wordt naar het aardoppervlak gepompt en vervolgens via pijpleidingen en watertransporten verdeeld.
Er bevinden zich grote aquifers in de grond van het Arabisch schiereiland, Egypte en Libië. Onder Israël ligt een kleinere aquifer.
De hoeveelheid water die onttrokken wordt aan de onbegrensde aquifers is inmiddels groter geworden dan de hoeveelheid water die er insijpelt. Zo raakt de open aquifer langzaam uitgeput. Bovendien is de hoeveelheid bruikbaar water uit deze aquifers soms verminderd door vervuiling en/of verzilting. De kustaquifer in de Gazastrook bijvoorbeeld wordt verontreinigd door slechte of ontbrekende riolering in het gebied. En er sijpelt langzaam zout zeewater in de onbegrensde aquifer, waardoor er verzilting optreedt.
De begrensde aquifers in het Midden-Oosten zullen in de toekomst uitgeput raken, omdat deze niet op natuurlijke wijze aangevuld worden, want ze zitten opgesloten tussen ondoorlatende grondlagen.
Stap 2: Van zout naar zoet
Omdat de waterschaarste in het Midden-Oosten steeds groter wordt en de rivieren en aquifers de bevolking en landbouw niet van voldoende zoet water kunnen voorzien, is er gezocht naar alternatieven voor zoetwaterwinning. Omdat er genoeg zout (zee)water beschikbaar is, is ontzilting een oplossing. Tijdens het proces van ontzilting wordt zout water veranderd in zoet water. Ook verzilt grondwater, dat we brak water noemen, kan ontzilt worden. Inmiddels staan er meerdere ontziltingsinstallaties in onder andere Saoedi-Arabië, Oman, Egypte, Libië, Israël en de Verenigde Arabische Emiraten.
Ontzilting
Tijdens het ontziltingsproces worden het water en het zout van elkaar gescheiden in een ontziltingsinstallatie. Er bestaan verschillende chemische technieken om zout en water van elkaar te scheiden. De meest gebruikte techniek bij ontzilting is destillatie. Hierbij wordt het water verdampt waarna het zout achterblijft. De watercondens wordt vervolgens opgevangen: dit is dan zoet water. Zeewater verdampt echter pas bij het kookpunt van 100,6˚C. Dat betekent dat er warmte nodig is om te ontzilten en dat kost veel energie.
Als het zeewater onder hoge druk wordt gezet is het kookpunt lager en kost destillatie minder energie. Deze methode heet vacuümdestillatie. Het is goedkoper dan destillatie, maar nog steeds erg duur.
Een manier die iets minder energie kost dan destillatie is omgekeerde osmose. Hierbij wordt water onder zeer hoge druk door een membraan geperst waardoor het zout uit het water wordt gefilterd.
Een groot nadeel van de productie van zoet water uit zeewater is dat er een restproduct overblijft: brijn(water). Dit water met zeer hoge zoutconcentratie komt terecht in de natuur en draagt bij aan een verdere verzilting van het milieu.
Ontzilting is dus milieubelastend en kost erg veel brandstof. De meeste landen in het Midden-Oosten beschikken gelukkig over veel aardolie, waardoor de brandstofprijs laag blijft en het financieel mogelijk is zeewater op grote schaal te ontzilten. Maar duurzaam is het allerminst. Bovendien is dit ontzilte water nu wel geschikt voor bijvoorbeeld irrigatie of het wassen van kleren, maar zijn nog een aantal kostbare handelingen nodig voordat het ook geschikt is als drinkwater.
Als het zeewater onder hoge druk wordt gezet is het kookpunt lager en kost destillatie minder energie. Deze methode heet vacuümdestillatie. Het is goedkoper dan destillatie, maar nog steeds erg duur.
Een manier die iets minder energie kost dan destillatie is omgekeerde osmose. Hierbij wordt water onder zeer hoge druk door een membraan geperst waardoor het zout uit het water wordt gefilterd.
Een groot nadeel van de productie van zoet water uit zeewater is dat er een restproduct overblijft: brijn(water). Dit water met zeer hoge zoutconcentratie komt terecht in de natuur en draagt bij aan een verdere verzilting van het milieu.
Ontzilting is dus milieubelastend en kost erg veel brandstof. De meeste landen in het Midden-Oosten beschikken gelukkig over veel aardolie, waardoor de brandstofprijs laag blijft en het financieel mogelijk is zeewater op grote schaal te ontzilten. Maar duurzaam is het allerminst. Bovendien is dit ontzilte water nu wel geschikt voor bijvoorbeeld irrigatie of het wassen van kleren, maar zijn nog een aantal kostbare handelingen nodig voordat het ook geschikt is als drinkwater.
Stap 3: Duurzaam waterbeheer
In deze stap bespreken we twee voorbeelden van duurzaam waterbeheer in het Midden-Oosten waardoor het milieu minder wordt belast en de waterschaarste wordt beperkt. Er zijn verschillende manieren voor duurzaam waterbeheer:
het verminderen van het zoetwaterverbruik door bijvoorbeeld zuinige irrigatiemethoden voor de landbouwgewassen;
het hergebruik van zoet water in bijvoorbeeld huishoudens;
het tegengaan van verzilting van grondwater;
het ontwikkelen van duurzame methoden voor ontzilting van zeewater en brak water.
Bekijk de voorbeelden.
Tekst 1 - Druppelirritatie
Druppel- en geulirrigratie
Druppelirrigatie is een manier om water toe te dienen aan landbouwgewassen die in het Midden-Oosten veel wordt toegepast. Deze methode van irrigatie draagt op twee manieren bij aan duurzaam waterbeheer. Ten eerste wordt het water direct op de juiste plek, dichtbij de planten gebracht, zodat het verdampingsverlies bijna nul is (zie afbeelding). Ten opzichte van beregening met sproeiers is zo een besparing tot 50% aan zoet water mogelijk.
Ten tweede treedt er door druppelirrigatie minder verzilting op van het grondwater in tegenstelling tot bijvoorbeeld oppervlakte-irrigatie zoals geulirrigatie. Hierbij wordt landbouwgrond volledig onder water gezet (zie afbeelding). Het overtollige irrigatiewater vermengt zich in de bodem met zouten die al eeuwenlang diep in de bodem van zeer droge gebieden zitten. Deze zouten komen terecht in het minder diep gelegen grondwater en worden door de sterke verdamping omhooggetrokken. Het gevolg is verzilting van het bodemoppervlak.
Op een verzilte bodem is het nauwelijks mogelijk gewassen te verbouwen. Druppelirrigatie kan verzilting in droge gebieden voorkomen.
Tekst 2 - Duurzame ontzilting
Er wordt momenteel wereldwijd 80 miljard liter water per dag ontzilt. Dat staat gelijk aan 0,7% van alle watervoorziening op aarde. De behoefte aan ontzilting blijft stijgen door de groeiende zoetwaterschaarste, bevolkingsgroei en stijgende welvaart. Ontzilting kost echter ontzettend veel energie.
Met 75,2 TWh (terrawattuur) is ontzilting verantwoordelijk voor 0,5% van het totale elektriciteitsverbruik op aarde. Omdat fossiele energiebronnen als aardolie schaarser worden en het gebruik ervan negatieve gevolgen heeft voor het milieu, is het gebruik van duurzame energie een goed alternatief. In het geval van het Midden-Oosten betekent het dat zonne-energie en wellicht waterkracht- en windenergie gebruikt kunnen worden.
Een tweede manier om het ontziltingsproces duurzamer te laten verlopen is een technologie uitvinden die minder energie zou kosten om zout en water van elkaar te scheiden. Scheikundigen onderzoeken de mogelijkheden om het zout uit het water te halen in plaats van al het water te verdampen om het zout over te houden. Het zal namelijk minder energie kosten om 3,5% zout uit het zeewater te winnen, dan om 96,5% zeewater te verdampen zoals nu gebeurt.
Beantwoord nu de volgende vragen.
Afronding
Begrippen
Ontzilting
Omzetten van zout water naar zoet water.
Aquifer
Een aquifer is een laag met water tussen twee andere lagen onder de grond, een natuurlijk ondergronds waterreservoir.
Verzilting
Geleidelijk toenemen van het zoutgehalte van bodem of water.
Fossiel water
Het water in oude aquifers heetfossiel water.
Omgekeerde osmose
Hierbij wordt water onder zeer hoge druk door een membraan geperst waardoor het zout uit het water wordt gefilterd
Destillatie
Hierbij wordt het water verdampt waarna het zout achterblijft. De watercondens wordt vervolgens opgevangen: dit is dan zoet water.
Brijnwater
Na omgekeerde osmose uit zeewater blijft een zout concentraat achter. Dit wordt brijnwater genoemd.
Eindopdracht A: Toets
Test je kennis. Kies je voor eindopdracht A dan maak je deze toets.
Als je alle vragen hebt beantwoord, zie je je score.
De onderstaande antwoorden moet je zelf nakijken; vergelijk jouw antwoorden met de goede
antwoorden, en geef aan in welke mate jouw antwoorden correct zijn.
Bijna iedereen kent de Dode Zee omdat haar zoutgehalte zó hoog is, dat je heel makkelijk kunt blijven drijven zonder te hoeven zwemmen. De Dode Zee, op de grens van Israël en Jordanië, wordt echter steeds kleiner. Uit de rivier de Jordaan, die zorgt voor de toevoer van water in de Dode Zee, wordt steeds meer water gewonnen waardoor de toevoer steeds kleiner is.
Als er niets gedaan wordt, zal de Dode Zee over enkele tientallen jaren nog maar een klein meer zijn. Het verdwijnen van de Dode Zee zou ernstige gevolgen hebben voor het lokale ecosysteem. Daarom moet er een oplossing komen waardoor de Dode Zee niet verder zal krimpen. Deze oplossing lijkt voorhanden te zijn met de aanleg van het Rode Zee-Dode Zeekanaal.
Als eindopdracht ga je dit project analyseren aan de hand van duurzaam waterbeheer.
Bestudeer onderstaande afbeelding. Deze afbeelding is een schematische weergave van het project. Maak de opdrachten samen met je klasgenoot.
Het Rode Zee - Dode Zeekanaal
Hoe gaan jullie te werk?
Maak samen een korte Powerpointpresentatie voor een voorlichting over het Dode Zee-Rode Zeekanaal.
In de presentatie zit een kaart van het gebied met daarin getekend het kanaal en een schematische weergave van het kanaal met legenda.
Download de kaart van Egypte, Jordanië en Israël. Sla de kaart op in je eigen omgeving, zodat je deze kunt uitprinten en bewerken. Bepaal aan de hand van de kaart in de Grote Bosatlas waar het kanaal zal komen. Teken het kanaal in de kaart en geef aan waar volgende onderdelen (die ook genoemd worden in de schematische weergave) zullen komen: pomp – ontziltingsinstallatie – waterkrachtsysteem – afvoer van brijn.
Houd rekening met hoogteverschillen in het land.
Download nu onderstaand schema. Sla het schema op in je eigen omgeving zodat je het kunt uitprinten en bewerken. Vul de methoden van duurzaam waterbeheer in (zie de verschillende stappen van deze opdracht). Maak de legenda onder de schematische weergave kloppend door de hoofdletters uit het plaatje voor de juiste methode van duurzaam waterbeheer te zetten.
Het Rode Zee-Dode Zeekanaal
Legenda
... De productie van zoet water uit zeewater.
... Het opwekken van energie door waterkracht doordat water heuvelafwaarts stroomt.
... Het gebruik van duurzame energie voor ontzilting.
... Het gebruik van duurzame energie om zeewater heuvel op te pompen.
... Het restproduct van het ontziltingsproces – brijn(water) – komt niet in het grondwater terecht zodat er geen verzilting van grondwater optreedt.
... De Dode Zee wordt aangevuld waardoor ernstige gevolgen voor het lokale ecosysteem worden tegengegaan.
Beoordeling
Het eindproduct lever je in bij de docent.
Bij de beoordeling let jullie docent op:
hebben jullie het kanaal op de juiste plek op de kaart getekend en de begrippen ingevuld?
hebben jullie de methodes van duurzaam waterbeheer aangegeven en de legenda compleet gemaakt?
is jullie presentatie origineel en ziet het er verzorgd uit?
Jezelf op een goede manier presenteren is een belangrijke vaardigheid in deze maatschappij. Je laat zien waar je mee bezig bent geweest, waar je je in hebt verdiept en welke kennis je hebt opgedaan. Powerpoint of Prezi zijn programma's die jou kunnen helpen om informatie te presenteren.
Terugkijken
Kan ik wat ik moet kunnen?
Lees de leerdoelen van deze opdracht nog eens door.
Kun je verklaren waarom aquifers leeg kunnen raken?
Hoe ging het?
Tijd
Ben je ongeveer 3 à 4 uur met de opdracht bezig geweest?
Heb je binnen die tijd ook de eindopdracht kunnen doen?
Inhoud
Had je al eens gehoord over ontzilting? Waarom is ontzilting in het Midden-Oosten aantrekkelijker dan in een land als Nederland?
Eindopdracht
Welke eindopdracht heb je gekozen?
A: Had je een voldoende voor de toets?
B: Is jullie presentatie gelukt? Was het moeilijk de ligging en de begrippen op de kaart en het schema aan te geven?
Het arrangement Water in het Midden-Oosten: Ontzilting vmbo-kgt34 is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Toelichting
Deze opdracht hoort bij het thema ''Water in China'', en is onderdeel van de arrangeerbare leerlijn van de Stercollecties voor aardrijkskunde voor vmbo-kgt leerjaar 3 & 4. Deze opdracht bespreekt verschillende zoet- en zoutwaterbronnen, waarbij aquifers aan bod komen en hoe overmatig gebruik van water uit aquifers kan leiden tot verzilting. Je maakt hierbij een opdracht over kustaquifers. Om problemen met verzilting te voorkomen, moet er gewerkt worden aan duurzaam waterbeheer, bijvoorbeeld door gebruik te maken van druppelirrigatie. Je bekijkt een video over duurzame ontzilting en maakt meerdere oefeningen over duurzaamheid en water.
Deze opdracht hoort bij het thema ''Water in China'', en is onderdeel van de arrangeerbare leerlijn van de Stercollecties voor aardrijkskunde voor vmbo-kgt leerjaar 3 & 4. Deze opdracht bespreekt verschillende zoet- en zoutwaterbronnen, waarbij aquifers aan bod komen en hoe overmatig gebruik van water uit aquifers kan leiden tot verzilting. Je maakt hierbij een opdracht over kustaquifers. Om problemen met verzilting te voorkomen, moet er gewerkt worden aan duurzaam waterbeheer, bijvoorbeeld door gebruik te maken van druppelirrigatie. Je bekijkt een video over duurzame ontzilting en maakt meerdere oefeningen over duurzaamheid en water.
In droge gebieden op aarde, zoals het Midden-Oosten, bestaat vaak een tekort aan zoet en drinkbaar water.
Aan het eind van deze opdracht kun je:
Tijd
Het klimaat in het Midden-Oosten kenmerkt zich door weinig neerslag, veel zon en overwegend hoge temperaturen.
Omdat de waterschaarste in het Midden-Oosten steeds groter wordt en de rivieren en aquifers de bevolking en landbouw niet van voldoende zoet water kunnen voorzien, is er gezocht naar alternatieven voor zoetwaterwinning. Omdat er genoeg zout (zee)water beschikbaar is, is ontzilting een oplossing. Tijdens het proces van ontzilting wordt zout water veranderd in zoet water. Ook verzilt grondwater, dat we brak water noemen, kan ontzilt worden. Inmiddels staan er meerdere ontziltingsinstallaties in onder andere Saoedi-Arabië, Oman, Egypte, Libië, Israël en de Verenigde Arabische Emiraten.
Er wordt momenteel wereldwijd 80 miljard liter water per dag ontzilt. Dat staat gelijk aan 0,7% van alle watervoorziening op aarde. De behoefte aan ontzilting blijft stijgen door de groeiende zoetwaterschaarste, bevolkingsgroei en stijgende welvaart. Ontzilting kost echter ontzettend veel energie.
