(1)城市大面积土地表面被硬化,说明主要改变的水循环环节
(2)从对雨水下渗、净化、蓄积、利用等方面,说明雨水花园 的作用。
(3)从雨水花园到海绵城市,分析对城市雨涝控制的思想演 变过程。
创新点评
试题以城市内涝问题为命题情境,以人类活动对水循环的 影响、雨水花园的作用和城市雨涝控制思想的发展为切入点。考查人类活动和水循环的相互影响,将地理学科知识与生活中的 真实情境问题有机融合,体现了综合思维和人地协调观的学科素养,能较好地培养学生独立思考的思维模式,提高学生的创新 能力,契合新高考命题的新特点、新动向。
探究流程
(2)
【参考答案】
(1)主要改变了水循环的地表径流、地下径流 和下渗等环节
(2)雨水花园可以滞留、吸纳雨水,增加雨水下渗量,补充地下水源,通过导水管收集雨水、蓄积并回收利用等,对雨水中的 悬浮颗粒、有机污染物等有害物质进行净化
(3)城市雨涝控制的思想从主要依靠管渠等“灰色”设施来 排水,以“快速排除”和“末端集中”控制,发展成为利用植草沟、 雨水花园、下沉式绿地等“绿色” 设施来组织排水,以“ 慢排缓 释”和“源头分散”控制。
【试题链接】
雨水花园是一种模仿自然界雨水汇集、渗漏而建设的浅凹绿地,主要用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水,并通过植物及各填充层的综合作用使渗漏的雨水得到净化。净化后的雨水不仅可以补给地下水,也可以作为城市景观用水、厕所
用水等。图示意雨水花园结构。据此完成下列小题。
1.铺设树皮覆盖层的主要目的是:
A.为植物提供养分 B.控制雨水渗漏速度
C.吸附雨水污染物 D.保持土壤水分
2.对下渗雨水净化起主要作用的填充层是
A. 树皮覆盖层和种植土层 B. 种植土层和砂层
C. 砂层和砾石层 D. 树皮覆盖层和砾石层
3.雨水花园的核心功能是
A. 提供园林观赏景观 B. 保护生物多样性性
C. 控制雨洪和利用雨水 D. 调节局地小气候
【试题分析】:
【1】根据结构图分析,该模式的底部为砂层和砾石层,铺设此层有利于使上层土层处理过的雨水下渗,并把渗下的雨水净化、导出流走补充地下水或做景观用水。故该雨水花园地下部分含水量变化很大,为保证地表植物生长,必须保持土壤合适的水分条件,覆盖树皮可以减少水分,D对。为植物提供养分的主要是种植土层,A错。与控制雨水渗漏速度无关,B错。树皮层不能吸附雨水污染物,C错。
【2】读图,雨水下渗后种植土层和砂层可对雨水直到过滤作用,达到在一定程度上净化雨水的作用,B对。树皮覆盖层没有净化作用,砾石层颗粒太大,且分布在底层,也起不到净化作用,A、B、D错。
【3】根据题干文字提示可知,雨水花园的核心功能是增加雨水的下渗量并回收利用雨水,同时因减少了地表径流,可有效起到降低暴雨后城市内涝的频率和程度。C对。提供园林观赏景观、保护生物多样性、调节局地小气候不是主要功能,A、B、D错。
1. 包气带(垂直循环带)及其喀斯特作用
范围在地面之下至丰水期潜水面之间,平时干涸,降雨或冰雪融化时才有水流,流态为垂直向下运动。
厚度在地壳强烈上升区较大,如我国桂西北及贵州高原地区厚达数百米至千米,以垂直性喀斯特为主,多发育出垂直性落水洞、管道、溶隙等。
2. 季节变动带(过渡带)及其喀斯特作用
(1)在包气带之下,在丰水期与枯水期潜水面之间,也是上部包气带与下部饱水带的过渡带。
(2)水流流态随季节变化:
丰水期:地下水位上升,水流作水平方向流动。
枯水期:地下水位下降,水流作垂直方向流动。
3. 饱水带及其喀斯特作用
(1)位于枯水期潜水面之下,直到可溶性岩的底部。
(2)该带终年呈饱水状态,但上、下部流态不同。
上部饱水带(水平循环带)的下界在谷底附近,该带有自由水面,水流方向近水平,向河谷排泄,多造成水平溶洞及地下河。
下部饱水带(深部循环带)在谷底之下的深处,具有承压性,水流流动不受当地河流水位的影响,水流缓慢,水体交替很弱,矿化度高,喀斯特作用弱。
01
虽然地球上的总水量保持不变,但任何一个水体或任一地区的水则是既有进、又有出的开放系统,水量会随时间变化。在水分循环过程中,也遵循物质不灭定律和质量守恒定律,水量平衡是以此为基础建立起来的。
水量平衡指任一区域(或水体)在任一时段内,收入水量与支出水量之差必等于该时段区域(或水体)内蓄水的变化量,即收支是平衡的。水量平衡原理以及由此构建的水量平衡方程在水文水资源研究中得到广泛的应用。一方面,通过水量平衡的研究,可以定量地揭示水分循环过程与自然生态系统之间的相互关系,以及水分循环和人类活动之间的相互影响。另一方面,水量平衡原理是一切水文水资源计算的依据。利用已知的水文要素推求未知的水文要素,对水文观测资料和研究成果进行分析,水资源工程的规划设计以及管理运行等,都离不开水量平衡的分析。
02
通用水量平衡方程
基于水量平衡原理,可写出如下的水量平衡方程:
△S=I-O
式中:I为水量收入项,O为水量支出项,△S为研究时段内区域(或水体)蓄水变化量。水量收入与支出项可根据具体情况进一步细分。如果以陆地上任一区域为研究对象,设想沿该区域边界作一垂直不规则柱状体,以地表作为柱体的上界面,以地面下某一深度处的平面(平面上下不发生水分交换)为下界面,则任一时段该柱体的水量平衡方程可写为:
△S=(P+Ec+Rr+Rg)-(Eb+R'r+R'g)
△S=(P+Rr+Rg)-(E+R'r+R'g)
即为任意区域、任一时段的通用水量平衡方程。应当指出的是,该方程只适合于纯自然过程,如果人类开发利用水资源而引起水量的收支变化时,亦应在方程中有所体现。
03
水量平衡原理应用
04
地理试题中的水量平衡
(2017全国I卷)图2示意我国西北某闭合流域的剖面。该流域气候较干,年均降水量仅为210毫米,但湖面年蒸发量可达2 000毫米,湖水浅,盐度饱和,水下已形成较厚盐层,据此完成1-3题。
1.盐湖面积多年稳定,表明该流域的多年平均实际蒸发量
A.远大于2 000毫米 B.约为2000毫米
C.约为210毫米 D.远小于210毫米
2.流域不同部位实际蒸发量差异显著,实际蒸发量最小的是
A.坡面 B.洪积扇
C.河谷 D.湖盆
3.如果该流域大量种植耐旱植物,可能会导致
A.湖盆蒸发量增多
B.盐湖面积缩小
C.湖水富养化加重
D.湖水盐度增大
1.C 在一闭合流域内,因为没有径流流出,所以年均降水量=年均实际蒸发量,湖泊的入湖水量和出湖水量基本一致,才能使盐湖面积多年稳定。
2.A 实际蒸发量是地表水和地下水蒸发量的和,坡面为基岩且坡度较大,地表和地下都不易存水,故蒸发量最小。
3.B 植物生长需要水分,大量种植使得入湖水量减少,故湖泊面积缩小,但因为原来盐度就已饱和,所以盐度不会再变大。
(2016全国三卷)图1所示山地为甲、乙两条河流的分水岭,由透水和不透水岩层相间构成。在生态文明建设过程中,该山地被破坏的森林植被得以恢复,随之河流径流量发生了变化,河流径流的年内波动也减缓了。据此完成4~6题。
4.森林植被遭破坏后,河流径流量年内波动强烈,是由于
A.降水更多转化为地下水
B.降水更多转化为坡面径流
C.降水变率增大
D.河道淤积
5.森林植被恢复后,该山地的
①降水量增加
②坡面径流增加
③蒸发(腾)量增加
④地下径流增加
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
6.如果降水最终主要转化为河流径流,那么森林植被恢复后,甲、乙两条河流径流量发生的变化是
A.甲增加,乙减少,总量增加
B.甲减少,乙增加,总量增加
C.甲增加,乙减少,总量减少
D.甲减少,乙增加,总量减少
根据上面的讲解,相信你一定可以选出正确的答案,要注意的是:(1)局地植被恢复增加湿度但不足以就增加降水(大背景气候稳定,降水变化不大);第9题的岩层倾斜,会使甲河这一侧山坡的地下径流通过地下的透水岩层流到乙河这一侧山坡,并渗出转化为地下径流补给乙河。
正确答案是:B C D。
7.(2018年全国Ⅰ卷37题)乌裕尔河原为嫩江的支流。受嫩江西移、泥沙沉积等影响,乌裕尔河下游排水受阻,成为内流河。河水泛滥,最终形成面积相对稳定的扎龙湿地。扎龙湿地面积广大,积水较浅。
(1)分析从乌裕尔河成为内流河至扎龙湿地面积稳定,乌裕尔河流域降水量、蒸发量数量关系的变化。
(2)指出未来扎龙湿地水中含盐量的变化,并说明原因。
(1)答案:降水量基本不变化,蒸发量逐渐增大,二者数量关系由降水量大于蒸发量最终变为降水量等于蒸发量。
解析:①乌裕尔河与嫩江相连接时:降水量=蒸发量+流入嫩江水量
②乌裕尔河初成为内流河时:降水量>蒸发量(此时入流嫩江量为0,但面积还在扩大)
气候稳定,降水量变化不大(略有增加),此地影响蒸发唯一的变量,是“裸露的水域表面积”在变大,蒸发量在变大
(2)答案:变化:水中含盐量逐渐增加。原因:河水不断为湿地带来盐分(矿物质);随着湿地水分蒸发,盐分(矿物质)富集(最终饱和)。
解析:
①盐分随径流汇入,带来盐分“补给”。
②扎龙湿地为封闭流域,演分布在随径流流走,盐分“损耗”环节消失。
③气候干旱,蒸发量大,盐分积累,因而水体盐度上升,最终达到饱和。
8.阅读图文资料,完成下列问题。(22分)
下图示意我国西北某闭合流域的剖面。该流域气候较干,年均降水量仅为210毫米,夏季常有暴雨,但湖面年蒸发量可达2 000毫米,湖水浅,盐度饱和,水下已形成较厚盐层。目前,该流域正计划大量种植耐旱作物。
(1)推测图中洪积扇的形成原因。(8分)
(2)判断流域内实际蒸发量最小的部位,并说明判断理由。(8分)
(3)从自然地理环境整体性角度,分析该流域大量种植耐旱作物可能带来的影响。(6分)
参考答案:
(1)该流域气候干旱,植被覆盖率低,土质疏松;山区夏季常有暴雨,易出现携带大量泥沙的山洪;当山洪冲出山口,由于地势突然趋于平缓,山洪流速减慢,泥沙堆积形成洪积扇。(8分)
(2)坡面(2分)该流域气候干旱少雨,蒸发旺盛,湖面蒸发量大;洪积扇和河谷储水量大,蒸发量较大;坡面地势起伏大,不易储水,导致地下水水位较深,实际蒸发量较小。(6分)
(3)该流域气候干旱,大量种植耐旱作物,则可能加剧水资源短缺状况;大量种植耐旱作物需引水灌溉,导致入湖水量减少,盐湖面积缩小;盐湖面积缩小,导致生物多样性减少。(6分)
9.(2021年南宁市一模)阅读图文资料,完成下列要求。
某个地区在某一段时期内,水量收入和支出的差额,等于该地区的储水变化量。这就是水平衡原理。地处我国东北的松花江流域降水季节变化和年际变化显著,洪涝和干旱等气象灾害频发。2013年8月,该流域发生特大洪水。图10示意松花江流域范围,表2为流域内7、8月水循环相对量多年平均值(以降水量为100%)。7、8月该流域多年储水变化量接近为0。
(2)根据水平衡原理计算表l中X的值,并说出计算依据。(6分)
(3)从水循环角度,说明2013年8月松花江流域洪水的形成原因。(8分)
(4)由于降水的变化,甲同学认为2013年8月松花江流域水汽蒸发量较常年偏低,乙同学则认为会偏高。你赞同哪一位同学的观点?请说明判断理由。(4分)
答案:
(1)夏季风从太平洋带来的水汽;(2分)当地蒸发(腾)到大气中的水汽。(2分)
(2)根据水平衡原理,流域水量输入减去水量输出等于储水变化量,(2分)由于储水变化量接近0,所以水量输入(86%)等于水量输出(X+44.3%),(2分)X=86%-44.3%=41. 7%。(2分)
(3)(2013年8月)夏季风强盛,(2分)来自外部的水汽输入量增加,(2分)流域内降水量大增,(2分)雨水在地表汇集,河湖水位猛涨,形成洪水。(2分)
(4)甲同学:与常年相比,(2013年8月)降水增多,地面附近温度偏低,潜在蒸发量偏弱。(4分)
乙同学:与常年相比,(2013年8月)降水增多,地表水、地下水等含量高,实际蒸发量偏大。(4分)(或:降水增多,洪水期水面宽阔,有利于蒸发。)