水循环特征范文

时间:2024-02-19 18:00:42

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水循环特征

篇1

关键词:和田河流域 气温 湿度 蒸发 降水 径流

由于人类活动影响,目前全球气候有增温趋势[1,2],研究气候变化对水循环的影响已成为水文工作者关注的焦点。和田绿洲气候变化引起了水循环要素的变化,蒸发和空气湿度呈增加趋势,但不明显;降水异常现象出现;由于人口增长,灌溉面积扩大,引水量显著加大,导致河流径流显著减小。 1 和田绿洲概况

和田绿洲位于新疆塔里木盆地南部边缘,曾经是丝绸之路上一颗璀璨的明珠。绿洲内灌溉农业历史悠久,形成了独具特色的绿洲小气候。和田绿洲内有墨玉县、和田县、洛浦县及和田市,绿洲与沙漠交错分布,生态环境极其脆弱[3]。和田绿洲降水稀少,蒸发剧烈,光热资源丰富,属典型的大陆性干旱气候。绿洲内是以维吾尔族为主的少数民族聚居区,又是一个以灌溉农业为生存依据的经济落后地区,气候条件及人类活动所引起的变化,导致   河流径流锐减,威胁了绿洲的生存。和田绿洲年降水量3.4~100.9mm,多年平均为36.4mm,农作物依赖和田河水灌溉。和田河发源于昆仑山和喀拉昆仑山北麓,流出高山峡谷,浇灌了和田绿洲,自南向北纵贯塔北克拉玛干大沙漠,汇入塔里木河,目前是塔里木河三大源流之一。和田河多年平均流入和田绿洲的水量为44.8亿m3,由于绿洲用水以及沿程蒸发渗漏损失,注入塔里木河多年平均水量仅10.47亿m3。和田河属冰川融雪及降水混合补给型河流,丰枯与气候变化密切相关,直接影响绿洲内各种经济活动,也影响向塔里木河干流的输水。 2 气温变化   和田绿洲内有洛浦、和田、墨玉3个气象站,分析中采用了1954~2000年实测的年平均气温,以及1971~1995年的月平均气温。   2.1 气温的年际变化 表1列出了1954~1995年实测气温、比湿、降水和蒸发变化情况。由表1可知,从1954年到2000年,和田绿洲气温持续上升,增加了0.86℃,说明该段时期气候处于变暖期,与全球气候变化相一致[1]。50~60年代气温变化不大;而70~80年代气温增加显著。

表1 和田绿洲气温及水循环要素历年变化

时段

1954~1959

1960~1969

1970~1979

1980~1989

1990~2000

平均温度(℃) 平均比湿(%) 平均降水量/mm 平均蒸发量/mm

12.00 41.33 38.0 2466

12.01 42.04 34.1 2543

12.28 42.47 32.8 2649

篇2

关键词:水循环系统;景观演化;九寨沟风景区

中图分类号:P33 文献标识码:A

1 概述

九寨沟风景区拥有世界自然遗产、国际生物圈保护区、绿色环保21世纪三项国际桂冠,被誉为“人间仙境”、“童话世界”,在旅游界处于十分重要的地位。九寨沟的水,澄澈缤纷,千姿百态,素有“黄山归来不看山,九寨归来不看水”的赞誉。水是九寨沟的生命,从雪山、森林里流出来的溪水,曲曲弯弯,穿林过滩,几经起落,构成了珠连玉串的谷中湖群、断断续续的激流飞湍和层层叠叠的群瀑奇观。因此,针对景区的可持续发展和景观的科学开发与保护,许多专家、学者从不同角度开展以“水”为核心的研究,且取得了一些成果,但对景区水系统的组成、循环、转化特征及景观演化趋势的分析、研究方面相对较少。因此,本文主要从九寨沟风景区水循环系统的组成、转化及景观演化几个方面进行研究,对景区的合理开发、利用与保护具有重要的科学指导意义。

2 景区地质概况

九寨沟位于青藏高原和四川盆地两大地貌单元的过渡地带,以高寒山地与峡谷为主,属白水河流域山地区,区内平均海拔3000m以上,相对高度差达2000m,呈南高北低的地貌景观。九寨沟风景区位于松潘—甘孜造山带与西秦岭造山带的结合部位,构造线主要呈北西—南东向展布(如图1),主要出露地层岩性为泥盆至二叠系以可溶性灰岩、白云岩夹砂板岩为主的碳酸盐岩。

3 景区水循环系统

根据九寨沟风景区溪沟流量变化特征及水化学动态变化规律,结合区内地形地貌、地质构造、水文特征等,将景区水循环系统划分为树正水系统(Ⅰ)、查洼水系统(Ⅱ)、日则水系统(Ⅲ)与丹祖沟水系统(Ⅳ)四个部分,具体分区详见图2。

3.1树正水系统(Ⅰ)

树正水系统为九寨沟流域北部汇水单元,接受流域南部地下水与地表水的汇入。各水点在PH值、矿化度、阴阳离子含量等方面与则查洼和日则次级含水单元的湖泊水有相近似的化学特征。水化学成份含量从上游至下游呈单向递减的趋势,与则查洼沟次级含水单元相反,主要表现在水化学成份的Ca2+与矿化度上。

3.2则查洼水系统(Ⅱ)

则查洼沟是九寨沟南部东侧的一条支沟,也是九寨沟流域内最长、最典型的干谷,主要分布着长海、五彩池、上季节海和下季节海四个景观水体,其中长海、五彩池是常年有水的湖泊,上、下季节海则为水位、水量呈季节性变化的湖泊。以水体的相对连续性和水力联系可将则查洼水系统分为:长海-五彩池-下季节海子水系统(Ⅱ-1)和下季节海-诺日朗瀑布子水系统(Ⅱ-2)。

3.3日则水系统(Ⅲ)

日则沟的汇水面积在景区内居中,比则查洼沟少49.565km2。山高谷深坡陡,谷底高程沿构造线方向均低于相邻的丹祖沟和则查洼沟,构成诺日朗以南区域的侵蚀基准面;沟内海子云集、水量丰富,即使在枯水期仍有较大的景观水流量。根据水体的连续性和水循环特征将日则沟水系统分为:熊猫海子水系统(Ⅲ-1)、珍珠滩子水系统(Ⅲ-2)和诺日朗子水系统(Ⅲ-3)。

3.4丹祖沟水系统(Ⅳ)

丹祖沟流域面积74.351km2,相对高差达2000余米,沟谷长度大于16km,沟床平均纵比降为86.7%,沟内数处宽缓洼地均被泥石流堆积物或细粒相物质堆填。沟内海拔2800m以下的长约500m的沟段为常年性干谷,沟水在海拔2800m附近潜入地下,一部分于丹祖沟沟口附近以泉的形式出露,一部分经五花海断层以泉水形式向日则沟的五花海补给。

4 景区各水循环系统的演化及相互依存关系

本次研究表明,九寨沟流域为一相对独立的水文地质单元,树正水系统接受日则水系统、则查洼水系统的地表水、地下水的汇流,其地表水、地下水之间的转化关系较为复杂,但景观水循环相对较稳定。此外,早期的则查洼沟是九寨沟景观水流主沟,属常年性溪流,而相邻的日则沟为其西侧支沟。

从地貌条件看,长海与上季节海早期在地表有直接联系,但因两湖之间冰川堆积使其分离;从地貌形态看,长海堵塞后一段时期仍有水流溢出,使得五彩池得以存在和发展,但后期的崩积致使长海断流,地表水则通过NW向构造裂隙、溶隙经深循环侧向补给日则沟,从而改变了日则沟的水动力条件,形成与则查洼沟迥然不同的钙华堆积和“层湖叠瀑”。因此,长海对日则沟钙华堆积和水体的稳定起着控制性作用。

丹祖沟水在海拔2800m处潜入地下,地貌上表现为河道急转弯,地形陡降,在卫星照片上NW向断裂构造形迹明显,水—岩作用加剧了沟水渗漏、地下水运移,进而增加了主景观区水、钙物质来源。

5 景观形成机理与演化趋势分析

本次通过调查九寨沟景观的物质组成、堆积特征与分布规律,结合地貌组合特征和区域地质背景,综合前人研究成果,分析九寨沟景观的形成机理,进而分析、研究景区主体景观演化趋势。

5.1 景观形成机理

篇3

1.“水圈的构成”――科学而直观的统计图

地理统计图表常见的有柱形图(世界各大洲的水资源图)、折线图(太阳黑子数的变化图)、饼图(产业比重)、雷达图(风向)、曲面图(城市拓展)、条形图、XY散点图等,这些科学而内容丰富的统计图表也是地理教学的重点。透过统计图表可直观看出各要素之间的比例和数量关系。

对于“水圈的构成”,人教版采用的是方形图(图1)来表示,也有教材和图册采用一滴水的饼图来表示,用方形图可让学生联想到水库,而用一滴水的饼图可以形象展现水资源的稀缺,不管用哪一种表示方法,其解读步骤和其它统计图都是一样的。即让学生对陆地水体的赋存空间、比例关系有直观的认识,从而体会到陆地淡水资源的稀缺。“相互联系的水体”这部分内容是为后面“水循环的过程和意义”作知识的铺垫,因此教师在教学中重点是对各种基本水体进行介绍,不用涉及得过深,让学生体会到水资源的稀缺性即可。

2.“陆地上的水体及其相互关系”――简约而不简单的静态示意图

地理示意图一般采用简约的手法将宏观复杂的地理事物的主要特征、发展演化规律用模型表示出来。静态示意图具有图幅简单、指示性强、形象生动等特点,对这类示意图教学要做到细致而深入,通过图像表面分析知识的根源。

在图2“陆地上的水体及其相互关系”图中,教材用读图思考的方式让学生去观察和理解水体是相互联系的,这幅示意图将冰雪融水、降水、湖泊水、河流水、地下水等几个水体的关系高度浓缩,需引导学生细致入微地去观察图中每一细节。让学生分析河流的补给可能涉及到哪些水体,并观察图中河流水和湖泊水之间的关系,在讲解这个关系时可适当拓展到长江与长江上几个湖泊的关系,理解水的流向都遵循由高往低流的一般规律。而该内容如果只是单纯看教材图像可能难以体现,需要适当扩展延伸。

3.“水循环示意图”――化静为动的动态示意图

动态示意图常通过图像来表达地理现象的运动过程。在教学中除了要对核心知识进行深度挖掘外,还应化静为动,因为这类示意图本身就是一个动态的过程,教学中应还原它的动态属性,让过程动起来。如本章中的水循环示意图就是其中一个典型代表,通过教师动态的讲演让这节课的重难点得以顺利突破。

要突破水循环重难点内容,就要对教材中“水循环示意图”(图3)表达的深层含义进行剖析。水循环的整个过程大致可以分解成(水汽)蒸发、水汽输送、降水、水分下渗以及地表和地下径流五个环节。这五个环节相互联系、相互影响、交叉并存。教材不仅用图像展示了水循环的类型,还用箭头的粗细显示了水量的多少。教师在教学过程中,可以采用先分后合的方式,逐个分析讲解水循环的过程:在炙热的太阳辐射作用下,江河湖海的水分通过蒸发方式进入大气层,而绿色植物的水分则通过植物蒸腾的方式进入大气层;当空气中的水汽积累到一定程度,达到饱和状态时,通过降水的方式进入地表,包括陆地表面和海洋表面;部分进入陆地表面的水体通过地表径流流入海洋,还有部分水体通过下渗方式进入地下,通过地下径流方式回到海洋。学生在对各个环节有充分的认识后,可以针对发生领域的不同,在学习过程中将一幅图分解为三幅图,分别对海洋与海洋上空之间的“海上内循环”、陆地与陆地上空之间的“陆地内循环”、海洋与陆地上空之间的“海陆间循环”进行学习。从而实现教材图像的深度挖掘,提升教师教的深度和学生学的深度。在分析水循环时,注意分析其发生的空间领域既有海陆空三地,又有不同圈层之间,而且其中还伴随着能量的转换和物质的迁移。

篇4

关键词 青铜峡灌区;水循环;因子;演变

中图分类号 P343.9 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)20-0143-03

Study on Main Factors and Evolution Law of Water Cycle in Qingtongxia Irrigation District

SU Xin 1 CHANG Bu-hui 1 HUANG Fu-gui 1 QIAO Zhen-fang 2

(1 Yellow River Institute of Hydraulic Research,Zhengzhou Henan 450000; 2 Yijinhuoluo Banner Water Conservancy Burea)

Abstract At present,the study on the trait and simulation model of water cycle model has become a hotspot in regional water cycle process.The evapotranspiration,precipitation,water diversion and displacement were selected,which had direct impact on the groundwater system.It's important to identify the evolution of irrigation district hydrological cycle,relieve a variety of water issue based on analyzing their trends.The results showed that the evapotranspiration,water diversion,displacement decreased significantly since 2000.The reason was that irrigation rehabilitation and water saving renovation project were carried out in Qingtongxia irrigation district since 2000,which improved the utilization rate of water resources.

Key words Qingtongxia irrigation district;water cycle;factor;evolution

青铜峡灌区属干旱半干旱地区,降水少、蒸发大,蒸发量是降雨量的6倍左右[1]。该区域引水条件便利,引黄灌溉渠系发达,是气候变化的敏感区和人类活动的密集区。灌区水循环要素与降水、蒸发等气候因子和人类活动因子(人工开采及灌排活动)息息相关。通过对灌区水循环主要因子的科学认知,分析“自然―人工”双重驱动力作用下的灌区水循环特点,可以揭示人类活动对灌区水资源演化影响的内在机理[2],而水又是灌区土壤侵蚀、泥沙运移以及污染物迁移的载体。因此,加强灌区水循环的研究就成了解决目前水资源和水管理问题的基础[3]。

灌区地下水是水资源循环系统的一个主要组成部分。已有研究文献表明[4],地下水位动态的影响因素由大到小的排序为蒸发、降水、渠首引水量、地下水开采。因此,选取蒸发量、降水量、引水量和排水量等对地下水系统有直接影响的因子,分析其变化趋势,对于查明青铜峡灌区水循环特征及演变规律,缓解各种水问题,提出灌区水资源管理方案至关重要。

1 灌区概况

宁夏青铜峡灌区是我国古老的特大型灌区之一,位于宁夏北部,黄河上游下段,属于黄河河套平原(前套)的重要组成部分。灌区地处银川平原,南起青铜峡水利枢纽,北至石嘴山,西抵贺兰山,东至鄂尔多斯台地西缘,位于北纬37°74′~39°25′,东经105°85′~106°90′,为宁夏平原地势的最低之处。

青铜峡灌区多年平均降水量为180~220 mm,年均蒸发量为1 000~1 550 mm。灌区多年平均气温8.5 ℃,年>10 ℃平均积温为3 630~3 830 ℃,日照时数为2 870~3 080 h,无霜期164 d。灌区总土地面积70万hm2,现灌溉面积33万hm2,其中自流30万hm2,扬水3万hm2。

2 气候因子及演变规律

通过中国气象科学数据共享中心收集了灌区气象资料,包括最高/最低气温、相对湿度、平均风速、日照时数、降雨量、蒸发量等。分析了气象因子的影响。灌区的主要站点资料如表1所示。

2.1 蒸散量演变规律

根据3个气象站的海拔高度、经纬度、风高以及近26年的最高/最低气温、相对湿度、平均风速、日照时数和降雨量等气象资料,采用FAO推荐的1998年修正Penman-Monteith公式来计算3个气象站的逐月ET0,其结果具体如图1、2所示。

从ET0值的年际变化来看,青铜峡灌区多年平均ET0值介于1 000 mm左右,其中惠农站最高,而且ET0值呈现逐年减小的趋势。2000年参考作物蒸发蒸腾量急剧减小,达到一个谷值,2000年之后到2012年比较平稳。可能是2000年灌区实施续建配套与节水改造工程后,提高了灌溉水利用系数,改变了以往大引大排的模式,灌区引黄水量减少,耗水量随之减少。

从ET0值的年内变化来考察,发现各站参考作物蒸发蒸腾量的年内变化规律基本上是一致的,具体如图3所示。1―5月ET0呈递增状态,峰均出现在6月或7月,7―12月ET0逐渐减少。

2.2 降水量演变规律

银川站、惠农站、陶乐站1987―2012年降水基本在均值线上下波动。基本上是每10年1次低降水(谷值)、1次高降水(峰值)。年降水的峰值一般在200~300 mm,降水量谷值在100 mm以下。最大值和最小值之间波动比较大,如图3所示。

对各站多年降水量的统计结果如表2所示。

3 人类活动因子及演变规律

3.1 引水量演变规律

青铜峡灌区由河西灌区和河东灌区两部分组成。自流灌溉系统采用干、支、斗、农4级或干、支、农3级组成渠系灌溉网,干渠总长度1 026 km,引水能力685 m3/s。扬水灌溉分布在自流灌区周边;此外灌区西部及渠道末梢灌水困难地区还有机井灌溉面积约0.7万hm2。各分区引水量均由各渠口设站进行水文观测,控制引水量95%以上。

1980年以来,青铜峡灌区的引水量呈逐步递增趋势,到1999年达到68.7亿m3,1999年以后引水量呈明显下降趋势,并在2003年降至近年来的最小值40.6亿m3,如图4所示。从年代平均引水量来看,20世纪80―90年代,平均引水量逐步增加,分别为56.0亿、63.9亿m3,21世纪后平均引水量大幅度回落至50.3亿m3。

从年内各月引水量来看,青铜峡灌区引水量主要在每年的4―11月。其中5―8月平均引水流量在360 m3/s以上。从20世纪80―90年代,4―8月、11月平均引水量呈增加趋势;21世纪以来,除4月平均引水量增加外,其他各月引水量均有所减少如,如图5所示。

3.2 排水量演变规律

青铜峡灌区排水主要以明沟排水为主,灌区直接排入黄河大小排水沟103条(不包括陶乐7条)。水文站控制20条,控制排水面积4 034.2 km2,占总排水面积的80.7%。

1980年以来,青铜峡灌区总排水量呈现3个阶段:缓慢增长期(1980―1998年)、快速减小期(1998―2003年)、缓慢减小期(2003―2012年)。在1998年达到历史最大值34.8亿m3,之后在2003年急剧下降到近40年的最小值15.9亿m3,如图6所示。

从年代变化情况来看,非灌溉期1―3月、12月排水量呈缓慢增加趋势,灌溉期各月排水量受引水量减少的影响,具体如图7所示,1990―1999年达到高峰后,2000―2012年排水量明显减少,其中5―9月排水量下降都在40%以上。主要是从 2000年开始,青铜峡灌区开展了续建配套与节水改造工程,在灌溉面积逐年增加的情况下减少了引黄水量,既保证了农业灌溉,也保证了宁夏一些重大建设项目的用水需求[9]。

4 结论

4.1 蒸散量演变规律

青铜峡灌区多年平均ET0值介于1 000 mm左右,其中惠农站最高。从年际变化来看,ET0值呈现逐年减小的趋势。2000年参考作物蒸发蒸腾量急剧减小,达到一个谷值,2000年之后到2012年比较平稳。

各站参考作物蒸发蒸腾量的年内变化规律基本上是一致的。1―5月ET0呈递增状态,峰均出现在6月或7月,7―12月ET0逐渐减少。

4.2 降水量演变规律

3站1987―2012年降水基本在均值线上下波动。基本上是每10年1次低降水(谷值)、1次高降水(峰值)。年降水的峰值一般在200~300 mm,降水量谷值在100 mm以下。最大值和最小值之间波动比较大。

4.3 引水量演变规律

1980年以来,青铜峡灌区的引水量呈逐步递增趋势,到1999年达到68.7亿m3,1999年以后引水量呈明显下降趋势,并在2003年降至近年来的最小值40.6亿m3。从年代平均引水量来看,20世纪80―90年代,平均引水量逐步增加,分别为56.0亿、63.9亿m3,21世纪后平均引水量大幅度回落至50.3亿m3。

从年内各月引水量来看,青铜峡灌区引水量主要在每年的4―11月。其中5―8月平均引水流量在360 m3/s以上。从20世纪80―90年代,4―8月、11月平均引水量呈增加趋势;21世纪以来,除4月平均引水量增加外,其他各月引水量均有所减少。

4.4 排水量演变规律

1980年以来,青铜峡灌区总排水量呈现3个阶段:缓慢增长期(1980―1998年)、快速减小期(1998―2003年)、缓慢减小期(2003―2012年)。在1998年达到历史最大值34.8 亿m3,之后在2003年急剧下降到近40年的最小值15.9亿m3。

从年代变化来看,非灌溉期1―3月、12月排水量呈缓慢增加趋势,灌溉期各月排水量受引水量减少影响,1990―1999年达到高峰后,2000―2012年排水量明显减少,其中 5―9月排水量下降都在40%以上。

5 参考文献

[1] 姜秀芳,张霞,张钦武,等.青铜峡灌区引黄用水与地下水位响应关系分析[J].水资源与水工程学报,2012,23(4):148-150.

[2] 王浩,秦大庸,陈晓军.水资源评价准则及其计算口径[J].水利水电技术,2004(2):1-4.

[3] 张济世,陈仁升,吕世华,等.物理水文学―水循环物理过程[M].郑州:黄河水利出版社,2007.

[4] 韩叶珍.基于变化环境的灌区地下水动态时空变异规律研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2010.

[5] 杨志勇,胡勇,袁矗等.井灌区水循环研究进展[J].灌溉排水学报,2015(3):56-60.

[6] 王彩鸽.泾惠渠灌区水循环特征及其主要驱动因素研究[J].水利与建筑工程学报,2015(4):173-177.

[7] 黄晓荣.灌区水循环模拟研究进展[J].水资源与水工程学报,2010(2):53-55.

篇5

【关键词】水资源评价现状发展

中图分类号:TV211.1 文献标识码: A 文章编号:

我国水资源评价工作始于1979年, 第一次全面评价了国家地表及地下水资源数量、质量、分布规律和水资源总量以及开发利用状况和供需情况, 于1985年提出了全国性的成果。此后相继出版了有关水资源评价的专著: 反映天然水资源状况的《中国水资源评价》( 1987 )、反映水资源开发利用情况的《中国水资源利用》( 1989 )等, 并开展了一系列区域性水资源研究项目: 华北地区水资源及其开发利用研究、西北水资源合理配置研究等。90年代后又进行了大量的水资源利用规划等研究项目: 全国水中长期供求计划编制、地下水开发利用规划、缺水城市供水水源地规划、全国节水规划等。针对我国河流污染日趋加重的情况, 1996 年完成了全国水质评价:《中国水资源质量评价》( 1997 )。20 世纪末, 中国工程院对中国可持续水资源发展问题进行了新一轮的研究, 在《中国可持续发展水资源战略研究综合报告》( 2001)中专门进行了水资源现状评价。这些水资源评价的研究和实践工作为我国的经济建设、社会经济发展规划和决策提供了重要的基础性依据。

一、我国水资源评价现状

改革开放以后, 我国社会经济发展突飞猛进, 人类活动对下垫面条件( 包括植被、土壤、水面、耕地、潜水位等因素) 的影响加剧, 人类活动对于流域下垫面变化的影响, 水体的开发和重塑、局部微地貌的改变、土地覆被的改变以及人为建筑物的修建全方位地改造了下垫面, 从而影响了流域天然下垫面的下渗、产流、蒸发、汇流水文特性, 对水资源评价也提出了新的挑战。因此, 2001 年, 在国家发展改革委和水利部联合开展的“全国水资源综合规划”工作中, 对水资源评价的技术和方法做了进一步的修改和完善:采用“一致性”修正的方法来处理下垫面条件变化对径流的影响。另外, 在评价内容上也较第一次评价有所增加。水资源评价方法有了进一步的发展, 目前在全国范围内广泛采用。

另外, 水资源评价模型技术逐步发展起来, 包括基于新安江模型和地下水动力学的地表- 地下水资源联合评价模型等。随着3S 技术和计算机的不断发展和进步, 分布式水文模型逐渐引入到水资源评价中来,并具备原有集总式模型难于实现的优势。

当然, 我们也应该看到, 赋存形式各异的水无所不在, 而且相互转化不断运动, 水资源的系统精确评价本身就是一项极具挑战性的工作。近几十年来, 大规模的人工取用水形成了与天然“坡面—河道”主循环相耦合的“取水-供水-用水-耗水-排水”为基本结构的人工侧支循环, 我国北方的许多流域侧支循环通量甚至远远超过了主循环的实测通量; 大规模排放温室气体, 改变了天然水循环的降水输入和能量条件, 导致当前序列的水资源基础条件与历史过程存在着不同, 给水资源科学评价带来了困难。随着资源稀缺性的日益突出, 水资源的合理配置和高效利用越来越受到重视; 随着以人为本、和谐社会理念的普及, 水资源开发利用的要求不再停留在有水可用的阶段, 而且发展为有符合质量标准的水可用, 这些实际需求都给水资源评价理论提出了新的要求, 也成为水资源评价理论发展的方向。

在新形势的需求下, 21 世纪初, 王浩等提出了基于二元水循环模式的水资源评价理论方法. 所谓二元水循环模式, 是指人类对水循环的干扰, 打破了原有天然水循环系统的规律和平衡, 使原有的水循环系统由单一的受自然主导的循环过程转变成受自然和人工共同影响、共同作用的新的水循环系统。其明显的二元特性是: 驱动力的二元化, 即现代环境下流域水循环的内在动力已经由过去一元自然驱动演变为“自然-人工”二元驱动; 循环结构的二元化, 即现代完整的水循环由“大气-坡面-地下-河道”自然循环和“取水-输水-用水-排水”的社会循环耦合而成; 循环参数的二元化, 即现代环境下流域水循环对于降水输入的总体响应不仅决定于自然的陆面、土壤和地下等水文与地质参数, 还取决于水资源开发利用与相关社会经济参数.表1 就二元水循环模式的水资源评价方法与国内外以径水资源评价方法进行了对比。从表中可以看出, 该方法与以往评价方法存在的主要差异有, 一是评价的视角上, 将人工驱动项作为水资源演变的内生动力, 而并非采取“剔除”的方式实现“还原”; 二是在评价过程中, 要保持天然水循环过程和人工水循环过程的动态耦合关系, 同时能够充分反映人类活动的影响; 三是评价的内容和成果要同时服务于不同层次的生态建设、环境保护和经济社会发展. 基于二元水循环模式的水资源量评价所遵循的原则有: 水资源量评价应当从流域水循环的总通量出发, 以对不同特性不同效用的水循环通量的界定作为资源评价的基础;“有用”是自然资源首要属性, 因此在水循环全口径通量中进一步对效用进行区分与度量是水资源评价的第二项内容; “可用”是继“有用”后自然资源另外一个重要的属性, 因此根据可控性准则对于“有用”资源做进一步区分是水资源评价中第3 层内容;二元模式下的资源的概念是相对生态环境和经济社会两大系统而言的, 因此评价中还需在可控水资源中进一步区分国民经济允许的开发利用量;基于现代环境下的水资源评价还应当能够清晰描述人类活动对于水资源演变的影响。

以上5 个层次和方面的内容, 整体构成了二元水循环模式下水资源评价的基本思路。

二、我国水资源评价的发展

由于人类活动对水资源的影响不断加大,人们对水循环的认识也不断加深,所以,水资源评价不是一劳永逸的,应随着资料积累及技术水平的不断提高而滚动进行。在这项工作中应引入新理论、新方法、新技术。

1、建立水资源评价模型

为对现状及未来水资源量进行评估,应分区建立具有物理背景的反映降水、地表水、土壤水与地下水转化机制及下渗、蒸发等水循环过程,引水、开采等水资源开发利用活动的水资源评价模型。对植被情况,不透水面积,耕作条件及水资源利用水平等因素均可以用调参数形式体现在结构化水资源评价模型中,通过参数调整,反映产流条件及水资源利用水平,并根据社会经济发展及气候长期变化预计估算未来产流条件变化及水资源利用情况。还应研制较为通用的结构化模型,根据不同地区自然地理条件和水文地质条件,增减不同的模型组件,使模型参数具有物理背景和可比性,通过试点流域,实验站资料等率定分区模型参数。

2、充分利用国家水文数据库

充分利用国家水文数据库系统,研制水资源评价系统与水文数据

库、水资源数据库的接口,提高水资源评价工作的现代化水平。

3、在GIS平台上建立集成化的水资源评价信息系统

充分利用地理信息系统对空间数据及属性数据的管理、分析功能,实现GIS与水资源评价模型、水文及水资源管理数据库的集成,建立基于GIS平台上的水资源评价信息系统,从根本上改变水资源评价的手工操作状况。

4、统一技术标准指导评价工作

制定统一的技术标准与评价方法,采用一致的水文系列,根据需要与可能,分区开展水资源评价工作,即可为当地经济可持续发展和水资源持续利用提供科学依

据,也可在需要时汇总成全国水资源评价成果。

5、开展关键性技术攻关

加强技术研究,积极开展关键性技术攻关,尽早建成通用水资源评价模型系统,广泛采用新技术与新方法,尽早建成通用计算机系统,为水资源评价提供技术支持。

总之,从水资源评价工作的发展历程看, 水资源评价活动带有明显的目的性, 在于解决不同时期出现的水资源问题, 保证水资源的可持续开发和管理. 实践需求是应用科学理论与技术发展的源动力, 而现代环境下水资源系统主体演变和客体需求的变化成为推动水资源评价理论和技术发展的动力. 水资源开发治理过程中不断涌现出的水资源问题以及人们对客观世界的进一步深入认识, 还会促使水资源评价理论方法的长足进步和发展. 在人类活动日益显著的影响作用下, 二元动态评价、水量水质联合评价、径流性水资源和非饱和土壤水综合评价以及分布式模型评价等将会成为今后发展的趋势.

参考文献:

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1案例1:制冷设备集中、输配系统集中、用户无调节能力

案例1为江苏某住宅小区[12]。该小区共10栋住宅楼,建筑面积11.4万m2,测试期间入住率约90%。空调末端采用顶棚供暖和供冷辐射系统+置换新风系统形式。空调主机采用地源热泵机组,2台1400kW的热泵机组为新风系统提供冷热源,2台1070kW的热泵机组为顶棚辐射系统提供冷热源。新风系统夏季设计冷负荷2636kW,冬季设计热负荷1430kW;顶棚辐射系统夏季设计冷负荷1757kW,冬季设计热负荷604kW。顶棚辐射系统循环泵单台额定流量500m3/h,扬程31m;新风系统循环泵与地源侧循环泵规格相同,单台额定流量250m3/h,扬程32m。该住宅小区采用的是典型的完全集中式空调系统,由地源热泵机组统一提供冷热源。在用户侧,对建筑物内的每一个空间,包括走廊、卫生间、无人居住的房间等,空调系统按照预定的温湿度标准进行全天24h调控,甚至达到“恒温恒湿”标准,保证建筑物内的任何空间在任何时间都满足舒适性要求。可见,物业提供的服务理念为集中化的空调调控方式。然而,在这种调控形式下,用户对室内环境的调控能力十分有限,例如,建筑的外窗不能开启,无法通过开窗进行通风换气;用户不能关闭空调末端等。该小区单位面积空调电耗如图3所示。同时,以分体空调作为分散式空调的典型代表,根据对上海地区780户住宅的实测调研,得到上海地区分体空调单位面积电耗的一般水平为4.3kW•h/m2[8]。由于江苏地区气候与上海类似,可认为江苏地区的分体空调能耗水平与之近似相同。该小区单位面积空调能耗约为该地区分体空调能耗的5倍。分析发现,造成该小区空调电耗偏高的一个主要原因是在该种空调系统形式下,由于用户没有调控能力,空调系统采用的是“全时间、全空间”的运行方式,小区空调全负荷运行的时间长于分散式空调,所服务的空间也大于分散式空调。在案例1的空调形式下,空调服务面积与空调服务时间的乘积为11.4万m2×24h=273.6万m2•h;而同地区采用分体空调时,空调服务面积与空调服务时间的乘积大约为68.4万m2•h,仅为案例1的25%[13]。在这种情况下,虽然热泵机组自身效率较高(供冷季的COP平均值约为4.4),但由于末端需冷量大,仅热泵机组的电耗就为分体空调的3倍多。同时,采用该完全集中式空调系统时还存在风机、水泵的输配电耗。根据2009年5—9月空调系统的运行记录,得到各月制冷机、水泵和新风机组的耗电量,如图4所示。可以看到,水泵、新风机电耗约占总电耗的30%~60%,约为制冷机电耗的0.5~1.4倍。因此输配电耗是该空调系统能耗的一大组成部分,这也是采用该空调系统的住宅小区空调能耗较高的一个重要原因。案例1中空调系统各部分电耗如下:冷却水输送,2.5kW•h/m2;制冷机,13.4kW•h/m2;冷水输送,4kW•h/m2。用户侧供冷量为59kW•h/m2。整个空调系统的能效为3.0,高于目前分体空调的一般能效水平(2.5)。但是,由于空调系统采用“全时间、全空间”的运行方式,空调末端不可调节,末端用户实际耗冷量为同一地区分体空调的5倍多,导致其实际运行能耗远高于分体空调,并且输配系统能耗占到总能耗的33%。在这2个因素的综合作用下,虽然热泵机组自身的效率较高,同时整个系统的能效也不低,但整个小区的空调耗电量约为同一地区分体空调的5倍。

2案例2:制冷设备集中、输配系统集中、用户有调节能力

案例2为河南某住宅小区。该小区占地面积27944m2,建筑面积41200m2,每栋楼5层,共有12栋楼,总计294户,入住率为75%。区域供冷供热系统主机采用2台螺杆式水源热泵机组,水系统形式为一级泵定流量,共设3台用户侧循环泵(两用一备)和4台潜水泵(两用两备)。主要设备如表1所示。用户末端为风机盘管,水侧没有安装通断控制阀。该小区按照风机盘管实际运行状况收费,也就是根据实测的风机盘管风机高、中、低挡运行的时间,分别按照不同价格收费,风机停止时不收费。案例2的空调系统结构与案例1类似,但其用户末端采用风机盘管,用户可以根据自身的需求选择风机的高、中、低挡来进行室内环境参数的调节,也可以完全关闭风机,停止某些房间的空调供应。因此,这种空调末端的调节能力与分体空调相似。另外,小区采用了根据风机高、中、低挡运行时长来收取费用的机制,进一步调动了使用者在不需要空调时关断风机的积极性,从而使末端的独立调节能力得到更有效的发挥。但由于采用集中冷源,冷水系统定流量运行,因此冷水循环泵的电耗在总能耗中占很大比例。在案例2中,供冷季用户耗冷量的测试结果为7.5kW•h/m2。在案例2这种空调系统形式下,空调末端的调节能力与分体空调相似,因此可认为2种空调系统形式下用户的冷量消耗近似相等。而通过模拟计算可以得到,如果该小区采用完全集中式空调系统(如案例1中“全时间、全空间”的空调运行方式),则小区用户耗冷量为54.0kW•h/m2,约为实际用户耗冷量的7倍。因此,在用户可自由调节空调末端,且采用合理的收费机制的情况下,用户侧的需冷量将显著下降。采用分体空调时,用户的耗冷量与案例2的用户实际耗冷量一致,分体空调的COP按2.5计[15],则可得到如果采用以分体空调为代表的分散式空调,该小区供冷季耗电量为3.0kW•h/m2。2种空调形式下小区空调耗电量对比如图5所示,该小区单位面积耗电量为分散式空调的2倍多。图6为根据该小区风机盘管运行时间计算得到的各用户风机盘管开启率(用户所有风机盘管的总开启时长/(所有房间的风机盘管数×热泵机组运行的总时长))的统计结果。可以看出,有近80位用户在这段时间内没有开启房间的风机盘管,超过1/3的用户其空调开启率低于10%。经计算,供冷季小区用户对空调末端的开启率均值仅为7%。通过分析该小区空调系统的能效,发现在这种空调系统末端的运行情况下,由于用户末端同时使用率低,整个小区负荷率低,导致整个空调系统的能效很低。计算得到该空调系统的综合能效仅为1(用户供冷量/(热泵机组电耗+水泵电耗)=7.5kW•h/m2÷(4.4kW•h/m2+3.2kW•h/m2))。造成该空调系统综合能效低的原因如下:一方面,如前文提到的,在小区“部分时间、部分空间”的空调运行模式下,整个系统总负荷率较低,但负荷需求不同步,少数用户仍有较大的负荷需求。即绝大多数时间内,空调系统中仅有少数风机盘管处在运行状态。而该小区水系统采用定流量运行,这就导致水系统处在“大流量、小温差”的运行状态。如图7所示,整个供冷季小区内各住宅楼的供回水温差均为1℃左右。因此水泵电耗成为空调电耗的一大组成部分,循环水泵的电耗占系统总用电量的43%。另一方面,在该小区用户的总冷量需求状况下,制冷机长期处在低负荷状态下运行,整个供冷季小区制冷机的平均COP=用户侧耗冷量/制冷机电耗=1.7,远小于其额定值6.4。即使制冷机的COP可以达到额定值6.4,受限于水泵电耗,整个系统的能效为7.5kW•h/m2÷(7.5kW•h/m2÷6.4+3.2kW•h/m2)=1.72,提升的空间十分有限。因此,冷水循环泵电耗是制约该小区系统能效提高的主要因素。综上所述,通过案例2的分析可以发现,在用户侧可自主调控的情况下,相比于集中系统,用户侧的冷量需求显著下降,建筑侧的冷量需求与采用分散式空调时类似。受系统形式的影响,案例2中空调系统电耗包括输送环节的水泵电耗。而且由于水系统为一级泵定流量系统,水泵输送电耗成为空调电耗的主要组成部分,这也是系统能效低的主要原因。

3案例3:制冷设备分散、输配系统集中、用户有调节能力

案例3为北京某住宅小区[14]。该住宅小区有3栋住宅楼,总空调面积为7万m2,采用分布式水环热泵供冷/热。小区内共有住户368户,设计空调冷/热负荷分别为64W/m2和51.8W/m2。如图8所示,地下水通过深井泵取出,经过一次换热,通过循环管网送到分布于各户的热泵,作为冷却水使用。各户的热泵在夏季制取空调用冷量,再将热量排入冷却水循环系统;在冬季则从循环水中提取热量经热泵升温。返回的循环水又被回灌到地下。这样形成集中式地下水循环供应系统和分散在各户的水源热泵形式。为保证供冷/热需求,二次侧的循环泵采用定流量方式,并且24h连续运行。该小区的空调末端采用全空气系统,风管通到各个房间,风口没有设置调节阀,因此需要供冷时,该户的所有房间均供冷。与前面2个案例不同的是,在案例3中,所有的热泵分户设置,可以根据末端的需求自行启停。即用户侧采用的是“部分时间、全空间”的运行方式。案例3的空调系统仍具有集中式系统的特征,即冷水统一循环,冷却水集中从地下抽出,经过各个末端热泵机组再返回回灌井,集中回灌。已有学者通过测试得到北京市居住建筑中采用分体空调时的空调电耗大致为3.1kW•h/m2[5]。该小区单位面积空调电耗约为分体空调电耗的3倍(如图9所示)。考虑分体空调COP的一般水平为2.5,则采用分体空调时单位面积耗冷量为7.8kW•h/m2。而案例3中实测得到的小区用户侧供冷量为13.2kW•h/m2。因此,在该种系统形式下,小区单位面积耗冷量高于采用分体空调的情况。主要原因是采用分体空调时,用户的使用模式为“部分时间、部分空间”,而在案例3中,受空调系统形式的影响,用户的使用模式为“部分时间、全空间”。整个供冷季热泵的COP均值为2.9,优于一般的分体空调COP=2.5的水平。但在该小区的热泵系统中,无论末端水源热泵机组开启多少台,二次侧循环水系统的所有循环泵总是全天候满负荷运行,因此仅循环水泵电耗就达3.6kW•h/m2。从测得的供回水温差可以看出,该小区水系统处在大流量、小温差的运行状况下,如表2所示。在这种运行情况下,水泵输配电耗成为耗电重要部分,从图9可以看出,这种集中方式的地下水循环系统的水泵电耗占总用电量的一半左右。因此,该小区空调系统单位面积电耗高于一般的分散式空调。综上所述,案例3表明,在“部分时间、全空间”的供冷模式下,用户侧供冷量低于完全集中式的空调系统(案例1),但高于“部分时间、部分空间”服务模式下的供冷量(案例2)。同时系统采用分散式热泵,能够保证热泵机组在较高的负荷率下运行,热泵性能得到提高。但系统中冷却水侧为集中形式,冷却水泵电耗成为空调电耗的主要组成部分,约占空调总电耗51%。

4分析与讨论

文中的3个实际案例均为集中式空调系统形式,但3个空调系统在用户调节能力、制冷设备和输配系统形式上略有差异。综合比较上述3个案例,有利于增强对集中式空调系统在居住建筑中适用情况的理解。3个案例中空调系统部分的能耗组成及供冷量如表3所示,表4列出了各部分的能效情况,表中的能效计算方法参照GB/T17981—2007《空气调节系统经济运行》中的要求,即机组COP为用户侧供冷量与热泵机组耗电量的比值;冷水输送系数为用户侧供冷量与冷水循环泵电耗的比值;冷却水输送系数为用户侧供冷量和热泵机组电耗之和与冷却水循环泵电耗的比值;系统能效等于用户侧供冷量/(热泵机组耗电量+冷水循环泵电耗+冷却水循环泵电耗)。通过3个工程案例的对比分析,得到的主要结论如下。1)只要有自主调节的条件和机制,末端用户就会按照类似分散式空调的模式运行,用户侧负荷呈现需求不同步、负荷率低的特征。在寒冷及严寒地区,居住建筑的冷热负荷特征迥异。在供热过程中,热负荷的主要影响因素为室外气象条件,因此各用户的热负荷具有同步性。但在夏季供冷过程中,气象条件并非主要的影响因素,室内热扰情况成为影响冷负荷的最关键因素,这也是造成居住建筑冷负荷与热负荷特征不一致的本质原因。目前我国住宅的主导形式为公寓式,其使用方式的主要特点为:①各户之间居留情况差异大;②室内人数变化大;③室内环境需求差异大等。在这样的使用特征下,只要末端用户对空调系统有调节能力,用户就会按照“部分时间、部分空间”的方式运行空调,进而形成居住建筑中用户侧负荷需求不同步、负荷率低的情况。从对比分析可以看出,完全集中式空调系统提供“全时间、全空间”的室内环境控制服务(案例1),对应的空调电耗最高,能耗约为具有末端独立调节功能的半集中式系统(案例2)的3倍。这种能耗差异主要是由服务模式的差别导致的。从用户侧供冷量的对比可以看出,在案例1中,供冷量为59kW•h/m2,远大于案例2与案例3。在案例1中,不管末端的需求情况如何,一律按照公认的舒适性进行环境调控,即采用“全时间、全空间”的室内环境调控方式。而在案例3中,采用户式集中空调系统,其服务模式为“部分时间、全空间”,用户侧耗冷量为13.2kW•h/m2,相比案例1有所降低。案例2中,空调末端的调控类似分散式空调,用户可以根据需要自行调节。在这种调控方式下,受生活方式的影响,我国居民大部分会采用“部分时间、部分空间”的运行方式,因此空调系统需要供应的冷量比案例1和案例3少。例如,某户的卧室平均只有30%的时间有人,而居住者入睡后又不希望空调运行,则该卧室真正需要开启空调的时间平均仅为20%。然而,同样的卧室,采用集中式系统时空调却是在100%的时间内运行,因此供冷量远大于实际需求量,其提供服务的时间、空间累积(运行时间×服务面积)几乎是分散式空调的5倍。2)在居住建筑中,受用户末端的需求现状影响,在集中式空调系统中,输配能耗成为系统能耗的主要组成部分。在案例2和案例3中,其空调末端具有分散式空调的特性,但制冷设备及输配系统是典型的集中式形式。案例2和案例3的空调能耗均在8kW•h/m2左右,约为分体空调的1.5~3倍。这主要是由于案例2和案例3的输配能耗较大。从表5可以看出,案例2中的冷水和冷却水输送系数均不超过10,而案例3中的冷却水输送系数甚至只有3.7。GB/T17981—2007《空气调节系统经济运行》规定,用于全年累计工况评价时,冷水输送系数指标的限值为30,冷却水输送系数指标的限值为25。2个案例中水泵输送系数均处在很低的水平。正如上文的分析,就实际的总冷量来说,案例2和案例3这种集中式系统与分体空调相差不大。然而集中式系统的输配循环泵全天24h连续运行,而且在大部分时间输送冷量的功效很差(供回水温差很小)。如在案例2中,供冷季仅循环水泵的电耗就达到3.2kW•h/m2,已经相当于采用分体空调住宅的平均夏季电耗。案例3能进一步说明上述问题。在案例3中,只有冷却水需要统一循环。由于末端的可调控性,居民采用“部分时间、全空间”的运行方式,一天中热泵运行的时间大大缩短,热泵和末端装置电耗只占空调系统总能耗的49%,但冷却水循环泵的电耗竟超过系统总用电量的一半。如果在案例2和案例3中的用户末端水侧安装电动通断阀并配以水泵变频,则可以增大冷水系统的供回水温差,在一定程度上降低这种集中式系统的输配能耗。但由于居住建筑中存在用户侧负荷需求不同步、负荷率低的特征,输配能耗仍将是系统能耗的主要组成部分。图10为案例2典型日各用户末端风机盘管的开启时间频率分布情况。可以发现,大部分用户的风机盘管开启率集中在10%以内,仅有极少用户的开启率可以达到60%左右。在这种情况下,最理想的调控方式为设置多台循环水泵并联运行,并根据供回水温差进行水泵台数及频率调节。但在实际工程中,一般设置2~3台水泵,在低开启率的情况下将导致水泵的工作点严重偏离,进而造成输配系统的高能耗、低能效状况。同时,输配系统的能耗降低也受到制冷机侧的限制。一般集中式系统最多设置2~3台制冷机,而每台制冷机均有最低流量限制,这就导致在小负荷的情况下,输配系统的流量不可能下降过多,系统不可避免地处在大流量、小温差的运行状况下。因此,从以上分析可以发现,造成这种系统能效偏低的本质原因是住宅空调负荷率低、负荷不同步,这与公共建筑差异较大。所以在居住建筑中采用集中式空调系统需要非常谨慎。3)从居住建筑实测案例分析发现,空调系统中处在集中与分散特界处的环节往往呈现出高运行能耗的特性。从上文的分析可知,居住建筑中用户侧的需求具有“部分时间,部分空间”的分散特性,这与集中式空调系统自身具有的调节灵活性较差的特征相矛盾。在实际应用中,在集中与分散特性的交界处,往往容易出现能耗高或能效低的问题。在案例1中,其空调末端缺乏可调性,与用户负荷的分散特性产生矛盾。这意味着在这种集中式空调系统中,空调末端与室内的换热环节为集中与分散特性的矛盾边界。这种矛盾导致系统的供冷量大大增加,系统运行能耗高。在案例2中,空调末端具有可调性,但一级泵为定流量控制,这与用户负荷的分散特性产生矛盾。即冷水在机组与用户末端之间的换热环节为集中与分散特性的矛盾边界。这种矛盾导致冷水泵的输送能耗成为了制约系统能效提高的主要原因。从表5可以看出,该系统的冷水输送系数仅为5,远低于GB/T17981—2007《空气调节系统经济运行》中提出的限值(30)。而且冷水侧的不可调节特性进一步影响了制冷机及冷却水侧的可调节性及运行情况,造成整个系统能效偏低。在案例3中,由于采用分户式热泵,机组至室内的整个换热环节可视为一个整体,均具有分散的特性。但冷却水侧为定流量,即冷却水在冷源和机组之间的换热环节为集中与分散特性的矛盾边界。这种矛盾导致冷却水泵电耗成为耗电量的主要组成部分。对比案例2和案例3可以看出,同样是水源热泵,案例2的地下水循环泵电耗不到系统总用电量的20%,但案例3中地下水循环泵电耗却占系统总用电量的51%,而且其冷却水输送系数仅为3.7。从3个案例的对比分析可以发现,当集中式空调系统应用于居住建筑中时,应尽量增强各环节的可调节性,使各环节的特性与分散式的用户侧负荷需求相匹配。如果某个环节缺乏可调性,其集征将与用户负荷的分散特征产生矛盾,在此矛盾边界上往往容易产生高能耗或低能效的问题。

5结论

5.1在居住建筑中应用集中式空调系统时,3个实测工程案例表明,用户末端、制冷机及输配系统的可调性较差是造成空调系统能耗较高、能效较低的主要原因。

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关键词 地理教学;迁移能力

所谓迁移能力,简单地说,是指学生在学习活动中将已有的知识、技能、情感态度和价值观运用于新的情境,在知识体系之间建立起某种联系,以此促进新内容的学习以及解决实际问题时所体现出的能力。孔子所倡导的“举一反三”和“触类旁通”的思想其实就是早期迁移理论的雏形。

伴随着新课程改革的深入推进,尤其是在新高考改革背景下,在国家层面越来越重视培养学生的学科素养。迁移能力作为学科素养的重要组成部分,在教学中的地位和作用正日益突显。

地理学是研究地理环境以及人类活动与地理环境相互关系的科学,它具有综合性和地域性两个显著特点。地理学科兼具文理科性质,具有一些特有的思维方式,与其他学科联系密切。培养学生的迁移能力,有利于解决地理实际问题,有利于提升学生的地理思维水平,有利于培养学生的地理学科素养。因此,在高中地理教学中要十分重视培养学生的迁移能力。

下面,笔者结合高中地理教学实践谈谈培养学生迁移能力的方法和策略。

一、抓住“最近发展区”,为知识的迁移构建平台

维果斯基的最新发展区理论认为学生的发展有两种水平:一是学生的现有水平;另一种是学生可能达到的发展水平,两者之间的差距就是“最近发展区”。我们追求的有效地理教学,应该着眼于学生的“最近发展区”,即在教学过程中,根据学生已有的知识发展水平以及新旧知识之间的联系,进行知识的迁移,完善认知结构,从而达成预期的教学目标。

例如在高三第一轮复习中,讲述“等太阳高度线图的判读”一节时,根据学情先复习太阳光照图的“三点一线”(即直射点、交点、切点和晨昏线)的相关知识,然后引导学生把等值线的相关知识原理进行迁移运用,引申出“等太阳高度线”的含义,即把太阳高度相等的各点连接成的线。如图1所示。

引导学生归纳出“等太阳高度线”的基本规律:如果把地球看作正球体,太阳高度在地表的分布从直射点向晨昏线(圈)呈同心圆状递减。

在此基础上,进行课堂练习。

问:读“等太阳高度线图”(图 2),说出图中太阳直射点的地理坐标是多少?

学生在思考的基础上,把“太阳直射点位置与昼夜长短变化的关系”原理和经线圈的相关知识进行迁移应用,不难得出太阳直射点的地理坐标是(23°26′N,120°W)。

由于本节内容比较抽象和难于理解,所以在教学过程中,我们可以先复习相关基础知识,甚至可以做一个简单的教具演示“等太阳高度线图”,结合图形引导学生归纳出“等太阳高度线的判读”原理,然后展示课堂练习,通过讲练结合的方式把“等太阳高度线的判读”原理进行迁移运用,巩固所学知识,从而构建一个完整的关于“等太阳高度线图”的知识结构。在此过程中,认清学生的“最近发展区”就为知识的迁移搭建了很好的平台,起到了事半功倍的效果。

二、呈现“先行组织者”,在知识的迁移过程中丰富和改造认知结构

著名教育心理学家奥苏贝尔在研究迁移理论时提出了“先行组织者”的概念。“先行组织者”是指先于学习材料之前呈现的一个引导性材料,它将在新旧知识之间架起一座沟通的“桥梁”,通过“桥梁”顺利地产生迁移,从而促进了学生有意义的学习。在地理教学中,“先行组织者”可以是教学多媒体、教具模型,也可以是地理图表或文字材料。

例如在讲述“自然界的水循环”一节时,由于水循环是通过各个环节连续运动并在全球范围内进行,所以在学习“海上内循环”时,教师可以先展示“海陆间循环”和“陆地内循环”的形成过程,以此作为“先行组织者”,通过知识迁移,引导学生自主绘制“海上内循环”过程示意图。学生通过勾画示意图,加深了水循环主要环节的认识,逐步构建了关于水循环的知识框架,从而进一步完善自身的认知结构。

如果此时教师再抛出著名古诗:“黄河之水天上来,奔流到海不复还。”提问学生:“天上”指哪里?黄河水真的“不复还”吗?同学们怀疑过李白这句诗的科学性吗?在引导学生思考的同时极大地激发了迁移动机,有利于更好地掌握水循环的基本原理。在此过程中,学生个体顺利地实现了知识的迁移从而产生“顺应”和“同化”,在思辨地理问题的同时发展了论证地理问题的能力,使学习者的知识领域得以拓展,认知结构得到完善,从而丰富和改造认知结构。

三、创设“情境问题链”,在知识的迁移过程中培养学生的逻辑思维能力

纵观近几年的高考题(福建卷),往往将相关地理问题落实到不同空间尺度的具体区域,突出考查学生综合运用所学知识分析、解决实际问题的能力。因此,在教学中应注意创设科学有效的思考情境,设计有思维递进关系的“问题链”,激发学生兴趣,活跃学生思维,丰富教学内容,在知识的迁移过程中激活学生发现和探究地理问题的意识,有利于培养学生的逻辑思维能力。

例如在学习高二区域地理《北美――以美国为例》一节时,我们就可以创设层层递进的“情境问题链”,引导学生的思维由浅入深、循序渐进地思考。

问题探究1:读图3回答。

(1)简述美国的本土地理位置特征。

(2)简述美国本土的地形特征。

问题探究1实质上是通过问题引领,让学生回归课本,复习基础知识,进行知识建构。

问题探究2:以乌鲁木齐和芝加哥为例,对比两地温带大陆性气候特征的异同及成因。(图4)

问题探究2是在问题探究1的基础上,跨越空间,采用小组合作探究的学习方式,调用相关知识并被激活迁移应用在新的情境中,巩固了相关的气候基础知识,实现了知识和能力的有效迁移和运用。

问题探究3:读图(图5)分析美国降水量的空间分布特征,并说明原因。

知识拓展:比较北美西海岸、欧洲西部的温带海洋性气候分布范围及其原因。

然后引导学生列表归纳“美国地形对气候的影响”。

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【关键词】哈尼梯田;生态系统;水循环

【Abstract】Recently, extreme climate changes events have important effect on natural ecological system and social economic system of China, especially on the agricultural and pastoral productions and water resources. But Hani terraced fields has caused wide public concern for it’s successfully cope with the extreme drought in the southwestern part of China. Through the field study of Hani terraced fields in Ailao Mountains, Yunnan, this article analyzed the structure and function of Hani terraced fields and perfected the subsystems of complex ecosystem. The interreaction of complex ecosystem and water circulation process were analyzed too. Furthermore, identify the unique role of Hani terraced fields will confer positive significance in steering minority regions adapt to climate change effectively

【Key words】Hani terraced fields;Ecosystem;Water circulation

0 引言

全球气候变化问题是人类迄今为止面临的规模最大、范围最广、影响最为深远的挑战之一,也是影响未来世界经济和社会发展的最重要因素之一[1]。《气候变化国家评估报告》指出,气候变化将继续对中国自然生态系统和社会经济系统产生重要影响,尤其是对农牧业生产、水资源供需等影响较为显著[2-3]。而我国少数民族地区由于社会经济发展滞后,生态环境脆弱,农业生产更易受到气候变化引发的极端气候事件的影响。2010年春天在中国西南地区发生了60年未遇的特大干旱,西南地区五省与多年同期相比,降雨总量偏少50%以上,部分地区降雨总量偏少甚至达70%以上,接近或突破历史极值。西南地区五省共计5.03×106公顷农作物受灾,绝收面积1.12×106公顷,直接经济损失达236.6亿元[4]。在大部分地区的农业生产遭到灭顶之灾的同时,云南省元阳县的哈尼梯田受旱灾影响却很小,始终保持着充足的蓄水量,成为全国瞩目的一枝独秀。哈尼梯田成功应对极端干旱主要得益于完备的生态系统、有效的水资源管理与利用、良好的森林保护与管理以及哈尼人在千百年劳动生产中积累的适宜山区农业的传统知识。在全球气候变化、极端气候事件频发的大背景下,哈尼梯田复合生态系统适应气候变化的相关研究对于全球生态农业建设、稳定农业生产具有重要参考价值。此外,揭示以哈尼族为代表的少数民族传统知识在应对极端气候事件方面的特殊作用,对于指导我国民族地区有效应对气候变化具有积极意义,在一定程度上有利于促进少数民族传统知识的保护和传承。

1 哈尼梯田概述

哈尼梯田主要分布于云南省南部、东南部的哀牢山脉、元江流域地区,面积4万余公顷,由世居于此的哈尼族以及其它民族人民群众共同创造,距今已有1300年历史。哈尼梯田主要分布于海拔144~2000m、坡度在15~75°的山坡上,森林、梯田、村寨、江河依次分布,具有显著的垂直特征[5]。森林―村寨―梯田―江河“四素共构”所形成的复合农业生态系统[6],可以保持良好的水、土条件,有利于耕作和提高作物产量。研究表明,哈尼梯田稻作农业是传统山地农业中效率最高的农业模式[7]。哈尼梯田是全人类共享的文化与景观遗产,是人与自然和谐共存的典范,它为人类适应全球变化、保障粮食安全提供了应对战略与资源基础[6]。

2 哈尼梯田完备的生态系统

哈尼梯田复合生态系统主要由森林、村寨、梯田和江河四部分组成,具有显著的垂直特征,形成森林―村寨―梯田―江河沿等高线分布的空间结构(如图1所示)。这种空间上的垂直分布模式,对于保持水土、维持系统稳定具有重要作用[8-9],另外,各部分间相互作用、有机结合,确保了复合生态系统始终维持着良好的生态功能,为适应气候变化提供了前提保障。

2.1 森林生态子系统

森林生态子系统在整个哈尼梯田生态系统中发挥着核心功能,一方面为哈尼梯田提供了大部分水源,另一方面为其提供了大量腐殖质。其主要功能包括:(1)涵养水源。森林通过截留、吸收天然降水和地表径流,有效调节了地表水的时空分布,充当“绿色水库”的角色。(2)保护土壤。森林通过对降雨和地表水的截留,有效减弱土壤所遭受的冲刷,减少水土流失,有效防止了泥石流、滑坡等地质灾害的发生。(3)天然仓库。森林为村寨子系统提供了饮用水源、薪柴、各种动植物食物及各种生产生活用品,被誉为哈尼人的“天然仓库”。

2.2 村寨生态子系统

哈尼族村寨大多位于森林和梯田之间的半山腰,这里气候温和,适于居住,既便于上山采集狩猎,又利于梯田的灌溉施肥等管理。哈尼村寨选址具有严格的条件,首先必须选择朝阳而平缓的山梁、山坡或散布其间的小凹地;其次是必须有水源;再次是上方必须分布着茂密的原始森林[10]。哈尼族在建寨时要选择水源丰富的地方,任何一个哈尼村寨都会修建蓄水池或水井,然后搭建水渠竹管引入高山溪流,为日常取水、洗菜、洗衣服所用。村寨生态子系统具有控制和影响其他子系统的功能,对于整个复合系统的维持和发展具有重要影响。

2.3 梯田生态子系统

哈尼梯田是在哈尼人影响和控制下达到动态平衡的农业生态系统,是人工湿地的杰作,梯田中的典范[11]。梯田生态子系统是以梯田为基础,以水稻作物群落为中心的半人工生态系统。作为一个输入和输出均开放的生产系统,梯田生态子系统与其他三个子系统间存在着显著的相互作用关系,其主要功能包括保持水土和物质能量输出两个方面。哈尼梯田沿山坡而筑,对于山地水土流失具有较强的控制作用,还通过截留径流中的腐殖质发挥保肥作用。梯田生态子系统具有向村寨子系统提供食物和能量的功能,它为村寨子系统提供了最主要的食物――稻米,并提供了作为重要菜肴的梯田动植物,也提供了一定的生活资料――稻草。

2.4 江河生态子系统

江河生态子系统的主要作用为通过强烈的蒸发、蒸腾作用为高山森林区提供充足的水分,实现水资源的循环利用。哈尼梯田集中分布的哀牢山、无量山地区,分布有红河(又称元江)、把边江(又称李仙江)和澜沧江三条主要河流及众多支流,单红河州境内长度超过10千米的支流便有17条之多[12]。众多江河分布的河谷地带终年干燥炎热,蒸发量和蒸腾量极高,大量蒸发、蒸腾的水汽上升至高山森林位置时遇冷凝聚,形成降水。研究表明,哀牢山地区降水量无论在旱季还是雨季都有随海拔增高而增加的趋势[13]。以哈尼梯田核心区元阳县为例,该县全年雾天多达180天,相对湿度达85%[14]。水分蒸发形成的绵绵雾雨滋润着其它生态子系统,极大地减弱了极端干旱的影响。

3 哈尼梯田复合生态系统的水循环

哈尼梯田复合生态系统的灌溉水源以降雨经森林截留之后形成的地表径流及泉水出露为主。溪水流出森林后,经沟渠自上而下流经村寨,进入梯田。梯田上丘和下丘均有出入水口,上满下流,终年不息。在灌溉层层梯田后,最终汇入位于干热河谷地区的红河等江河。江河水网密布的河谷地区,由于常年高温而蒸发强烈。水分蒸发形成的热气团上升至高山低温区时形成绵绵雾雨,重新滋润高山区的原始森林,在林海山间汇集成无数水潭和溪流,进行下一次水循环。整个水循环过程如图2所示。正是在这一周而复始的水循环过程作用下,整个哀牢山区形成了“山有多高,水就有多高,到处泉水叮咚响”的独特地理环境[15]。

哈尼人充分利用这一特殊的自然地理条件,凭借聪明才智和创造精神从海拔1900米的森林边缘修筑数千条沟渠,将溪水引入海拔1600米左右的村落分布地带,并从村寨周边往河谷山脚开垦出层层梯田,引导溪水泉流终年顺着层层梯田下流汇入河流水系。密集的沟渠将四个子系统紧密联系在一起,形成了森林―村寨―梯田―江河有序分布、和谐发展的复合生态系统。哈尼梯田复合生态系统的水循环过程实现了水资源的重复利用,在极端干旱条件下为生态系统提供了充足的水分。

4 子系统间的相互作用

哈尼梯田复合生态系统四个子系统间的物质循环与能量流动是其可持续发展的基础。四个子系统间的相互作用关系如图3所示。森林生态子系统为村寨子系统提供水源、薪柴、动植物产品及建材等生产生活用品,为整个复合系统提供水源;梯田生态子系统为村寨子系统提供稻米、鱼虾、水芹菜等食物,同时是畜禽饲料的主要来源;村寨生态子系统通过输出人力、畜力等辅助能及各种技术调节和控制着整个复合生态系统,维持自身的稳定和发展[5];河谷生态子系统汇集水资源后,通过蒸发形成降雨,实现水资源的循环利用。在以上一系列复杂关系作用下,整个生态系统保持了较高的稳定性,成功抵御了极端干旱等外界干扰。

5 结语

哈尼梯田是人与自然高度和谐发展的农业生态系统,对于如何在全球气候变化、极端天气频发背景下稳定农业生产具有重要的借鉴意义。哈尼梯田复合生态系统四个子系统间的物质循环与能量流动是其可持续发展的基础。后续将深入研究哈尼梯田复合生态系统能够成功应对极端干旱气候的机制。

【参考文献】

[1]胡鞍钢,管清友.中国应对全球气候变化[M].清华大学出版社,2009.

[2]气候变化国家评估报告编写委员会.气候变化国家评估报告[M].科学出版社,2007.

[3]气候变化国家评估报告编写委员会.第二次气候变化国家评估报告[M].科学出版社,2011.

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[5]角媛梅,程国栋,肖笃宁.哈尼梯田文化景观及其保护研究[J].地理研究,2002, 21(6):733-741.

[6]闵庆文.哈尼梯田的农业文化遗产特征及其保护[J].学术探索,2009(3):12-14.

[7]尹绍亭.云南山地民族文化生态的变迁[M].云南教育出版社,2009.

[8]角媛梅,陈国栋,肖笃宁.亚热带山地梯田农业景观稳定性探析:以元阳哈尼梯田农业景观为例[J].云南师范大学学报,2003,23(2):55-60.

[9]姚敏,崔保山.哈尼梯田湿地生态系统的垂直特征[J].生态学报,2006, 26(7):2115-2124.

[10]黄绍文.中国哈尼族最后的蘑菇寨:箐口[M].云南人民出版社,2009.

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[12]红河哈尼族彝族自治州哈尼族辞典[M].云南民族出版社,2006(6):77-79.

[13]张克映,张一平,刘玉洪,等.哀牢山降水垂直分布特征[J].地理科学,1994 (5):144-151.

篇9

测压管水头线,汽水分界面,等压面,直接连接,水膜流态 一、现状及存在的问题

高层建筑在我国近二十年来迅速发展,与之相配套的供暖系统设计和设备技术也不断发展,面对高层建筑管网内静水压力大的问题,目前也有许多方案在应用之中,见参考文献[1]、[2]、[3]、[4]。普遍应用的是在热源处(锅炉房)专门设置换热器或锅炉的办法,使得建筑内高区原有建筑的低区在水力系统上彻底分开,从而使高区、低区的压力完全互不影响。但单独为高区设置锅炉的办法,特别是在原有多层建筑群中建设单幢高层建筑,有时由于于室外管网的增设困难较大,显然造价较高。单独为高区设置表面式换热器的办法,仅在有蒸汽或高温水热源时和能确实满足供水水温的要求,且也需要室外增加相应的高区系统输送管线。通常综合费用也比较高。供热工程设计手册中[1]、[2]推荐了"双水箱分层式系统",但其严重带气,压力波动较大,当室外回水阀门误关闭时有系统超压隐患,往往不能正常使用。其他通气立管直连方案也有与大气相通,依然有系统的氧腐蚀因素的缺陷。

二、对供暖系统连接问题的分析和解决方案

将双水箱系统的水箱去掉,同时将总回水管引到高于供水干管200mm,并在立管上安装减压循环装置,可得到附图1或附图2。采用水压图分析本文附图或附图2的供暖和空调水系统的循环特征可知,在低区循环水泵运转时,低区管网都有确定的动态水压线。由流体力学关于静压强和的测压管水头线的关系可知立管内水压线水头高度以下是充满水的。高区系统通过安装在总回水立管上的减压循环装置切断静压力后直接连接到低区的回水管上。就可以实现高低区供暖系统的直接连接。

由流体力学知识可知,在下流水立管中静压力的沿管传递的条件是管内的水流连续充满。如果能实现流态的转变,也就能实现压力传递效果的改变,这就可以在立管内低区水压线水头高度以上适当位置安装导流部件结合控制流量来重建立管中的水膜流动状态,再结合供暖系统比较干净且流量稳定的循环的特点,配置确保产管内流态稳定的水膜流动状态,再结合供暖系统比较干净且流量稳定的循环特点,配置确保立管内流态稳定的气体补偿装置就可以实现立管下流水静压力的切断和压力波动的消除。

基于对室内供暖系统内的水流态水压力和供热系统的运行状况的上述分析,1998年我提出了一个能够切断下流水静压力的立管结构方案(发明专利号98109099.0),于2000年2月20日获得发明专利证书。2000年1月我又提出了一个带气循环装置的立管结构方案(实用新型专利号01205626.1和发明专利申请号,01108338.7),在立管内将有静压水流转变为无静压水流,进而实现高低区供暖系统直接连接。

我提出的立管结构方案实质是(1)在立管内加装一个为水流提供流动边界条件的导流部件,所述导流部件与立管内管壁之间形成一轴向通道,所述轴向通道包括中空的螺旋式通道部分或直通道部分,用以导引有压流体管路的水流使立管内下流水流通过部件后能稳定地沿着立管内壁形成左旋水膜运动状态,使立管内的空气和向下流的水的边界处于有序状态,气水的分界面是一个等静压面。(2)该方案还包括有与立管的膜流状态形成部分相通的、用以维持稳定膜流状态的气体补偿装置。采用这个结构方案,强化了立管形成膜流条件,使立管内气芯动态有条件封闭,避免气体混入立管出口以后的工作水流,也有利于防止空气的其它有害影响,为基本消除管内水流所涉系统的氧腐蚀问题和供暖系统的气塞问题提供可能,并确保安全运行。本结构简单耐用,可与系统同寿命。

宜将高层建筑的六~十层(按低区系统的供回水压力可以满足系统直接连接的最高层数确定具体层数)及以下直接划为低区,七层及能上能下可以按散热器的承压能力和系统的热力及不力计算的要求划分高区系统。

这样就可以在高导建筑高区供暖系统需要时采用水泵加压供给高区供暖系统经过高区供暖系统散热后,在总回水产管上安装(减压循环装置)消除加压泵增加的静水压力后再接入低区的回水管网上,从而使高区、低区的压力完全互不影响,实现低区系统和高区系统合用一套室外管网和热源。就可以实现高低区供暖系统的直接连接。

三、带减压循环装置的立管布置要求和工作过程

立管下流水减压循环装置属非标管路流体技术装置,按高区系统的流量优化参数。一套装置由四个部件组成。静压切断装置(部件1)安装于立管顶端下部:气水循环装置(部件2)安装于低区动水压线以下2~25米之间(一般在4~7层):气水分离装置(部件3)安装于低区动水压线以下1~5米之间(一般在9~12层):压力限定装置(部件4)安装于低区最大允许工作压力限值(一般为40米左右高)位置上;及相应的循环管路控制了立管内动水压力线以上的水流为膜流状态,变有压水流为受控无压水流。系统布置示意见附图1和附图2。附图1采用的是立式气水循环装置。,附图3有用的卧式气水循环装置。

减压循环装置的工作过程是:工人时,供暖系统高区回水在进入立管下流水静压切断装置部件1后,在策略和导游装置引发的离心惯性力作用下,即可形成左旋水膜流态,沿下流过程旋转渐减弱至稳定,直至不压线高度处,变为满管流态。处于水膜流态的立管中便形成位于轴线的空气(柱)芯。下流到气水循环装置部件2内的工作水流,由于断面突然扩大,流速骤减,使得深含携带于工作水流中的空气随即得以浮升到气水循环装置部件2上部的环流状空间。在立管满流段即筒内水压力和气水循环管的综合作用下,该空间气体由集气管与集气管中的水一起上升到气水分离装置部分3内进行气水分离,分离出的水沿不循环管复回到气水循环装置部件2下部,形成了水的循环回路;在分离装置部分3中分离出来的气体经气循环管与静压切断装置1与立管中心气芯联能,形成了工作水流中所含气体的气循环回路。这便是本减压装置配入系统后的一般工作情况。

若系统内偶然的压力变化,超过U型水封管4的不封工作压力,其出口可排水卸压或吸入空气,否则水封管将保持封闭状

态。由于立管两端均与系统相联,使立管中的气体在U型水封密闭埋处于封闭状态,其中仅有部分溶含携带于水流中的气体参与自气水循环装置、气水分离器,再复回立管的气水循环装置之中。在此循环中,原溶解携带于系统工作水流中的气体也会被收集封闭于立管气芯之中,成为立管中气芯的一人动态组成部分。只要系统持续工作,这种立管内气芯的封闭状态就会被维持。显然,因系统工作水流携带气体导致的气塞现象困扰正常供暖工作的情况将会因此而消除。同时,由于气体长期被封闭,其氧气必然会被耗尽,立管中气芯便会呈现惰性组分状态,这将为配装本例立管的系统创造无氧蚀工作状况提供条件。

四、减压循环装置优点和技术参数

配置本专利技术装置的优点:

(1)直接使用低区(冷)热源热媒,充分利用热媒参数,不须设费用较高的高区换热器。通常造价可降低十多万元。

(2)不需为高区单独设置热源,使用动力源系统简化,使高压区和低压区可以共享热力储备,降低可观投资,提高了运行可靠性。

(3)系统与大气实现了有条件封闭,确保无气体混入工作水流,本装置不会带来系统的"气塞"及"氧腐蚀"问题,减小了维护工作量。

(4)比"双水箱"系统节省了建筑面积和水箱,也没有了水箱的维护工作量。高区总回水立管管戏至少也小一号,通水能力得到合理利用。

(5)高区系统的总回水立管最高点为高区的定压点。通常高区可用普通铸铁散热器,高区循环泵运行时对原有低区系统压力无影响,原有低区管网的老旧设施均可使用。

减压循环装置按高区加压泵的流量不大于下表推荐流量选定型号

减压循环装置技术参数表

篇10

图1为我国某流域十年前与十年后地下水等水位线分布示意图,读图回答1~3题。

1.从水循环的过程和地理意义看,图中河流:

A.流域的降水主要源自东南季风

B.河水主要参与陆地内循环

C.使流域地形总体趋于高低不平

D.促进海陆间水分和热量平衡

2.十年来河流补给变化正确的是:

A.冰川融水补给减少 B.湖泊水补给增多

C.雨水补给增多 D.地下水补给减少

3.引起地下水位发生如图变化的原因不可能是:

A.大规模发展农牧业 B.流域气候趋于暖湿

C.合理开发利用水资源 D.植被覆盖率增加

图2为1957―2008年长江作用(长江对鄱阳湖的顶托倒灌)与鄱阳湖作用(鄱阳湖向长江汇流)的频率分布图,读图回答4~5题。

4.关于图中A、B作用叙述正确的是:

A.在A作用下,长江下游流量增加

B.在B作用下,长江下游流量增加

C.在A作用下,鄱阳湖泥沙淤积减少

D.在B作用下,鄱阳湖泥沙淤积增多

5.7月底至8月中旬A作用频率减弱的原因是:

A.三峡蓄水,长江来水减少

B.气温高,冰雪融水增多

C.台风影响,鄱阳湖水位上升

D.伏旱天气,降水减少

读鄂毕河流域水系图(图3),回答6~7题。

6.关于鄂毕河的叙述正确的是:

A.结冰期上游较下游长

B.越往下游航运价值越大

C.以冰川融水补给为主

D.向北冰洋输送热量

7.从水循环角度看,鄂毕河流域的水汽来源于:

A.北冰洋和大西洋 B.太平洋和大西洋

C.印度洋和北冰洋 D.太平洋和印度洋

图4为南半球2月海洋表面水温分布图,读图回答8~11题。

8.经过甲、乙、丙三地的洋流强弱比较正确的是:

A.甲乙丙 B.乙甲丙

C.乙丙甲 D.丙甲乙

9.影响上述洋流强弱的因素有:

①海水温度 ②盛行风 ③地转偏向力 ④陆地形状及分布

A.①③ B.①④ C.②③ D.②④

10.厄尔尼诺现象是指赤道附近太平洋中东部海面温度异常升高的现象,当该现象发生时:

A.丙地渔业减产 B.丁地洋流增强

C.A地暴雨增多 D.B地山洪减少

11.2015年7月29日,在法属留尼汪岛(图中C处)首次发现2014年3月8日失联的MH370飞机残骸,据图分析推动飞机残骸漂流的洋流可能是:

A.索马里寒流 B.南赤道暖流

C.西风漂流 D.赤道逆流

二、非选择题(共56分)

12.(28分)2014年12月12日,南水北调中线工程正式投入使用。阅读材料,回答问题。

材料一:丹江口水库大坝建成于1973年,2012年大坝加高,水库正常蓄水位从157米提高至170米。南水北调中线工程计划从该水库调走的水资源占河流径流总量的24%,远超国际跨流域调水规定15%的上限。北京段除末端800米外,沿线都采用深埋地下的全封闭管道输水。

材料二:南水北调中线工程示意图(图5)和水在自然界与人类社会的循环示意图(图6)。

材料三:为保护汉江流域山区生态,对坡耕地采用了“石坎梯地”(如图7)的整治模式。

(1)图6所示环节中能正确表示南水北调的是

(填序号),该工程对受水地区的社会水循环影响较大的环节是 (填序号)。

(2)简述北京段输水管道深埋地下的意义。

(3)说明加高丹江口水库大坝的主要目的,并分析工程投入使用后可能给汉江下游带来的不利影响。

(4)运用水循环相关知识,分析“石坎梯地”在保持水土方面所起的作用。

13.(28分)阅读材料,回答下列问题。

材料一:北美局部图(图8)。

材料二:海水冰点与盐度关系图(图9)。

(1)简述哈得孙湾流域水系的主要特点。

(2)描述蒙特利尔附近河流的水文特征。

(3)根据材料,分析哈得孙湾的冰封期比同纬度其它沿海地区更长的原因。

(4)分析图中N海域渔业资源丰富的原因。

参考答案:

1.B 2.C 3.A 4.B 5.D 6.D 7.A 8.B 9.D 10.A 11.B