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第四章 地球上的水
第1节 水循环
唐 李白 《将进酒》
君不见,黄河之水天上来,奔流到海不复回。
君不见,高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪。
人生得意须尽欢,莫使金樽空对月。
天生我材必有用,千金散尽还复来。
烹羊宰牛且为乐,会须一饮三百杯。
岑夫子,丹丘生,将进酒,杯莫停。
与君歌一曲,请君为我倾耳听。
钟鼓馔玉不足贵,但愿长醉不复醒。
古来圣贤皆寂寞,惟有饮者留其名。
陈王昔时宴平乐,斗酒十千恣欢谑。
主人何为言少钱,径须沽取对君酌。
五花马,千金裘,呼儿将出换美酒,与尔同销万古愁。
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水的行星
形态
气态
液态
固态
数量最少
但分布最广
数量最大
分布次之
仅高纬、高山或特殊条件下
水体
海洋水
陆地水
大气水
97%
供应人类
所需的淡水
地球被称为“水的行星”:地球约有__71%_的表面覆盖着水。
海洋水97%
其他淡水
陆地水
3%
易利用淡水
河流水
湖泊淡水
浅层地下水
冰川2/3
陆地水
土壤水
大气水
沼泽水
永冻土底冰
生物水
冰川是地球淡水的主体,主要分布在两极地区和中低纬度高山地区,水量占全球淡水储量的 2/3 以上。
《宋书》对此的解释原理是什么?蒸发的海水去哪里了?
江河奔流不息,最终注入大海,为什么大海的水没有增多?公元5世纪,南朝史学家沈约在《宋书》中对此问题作了解释:太阳加热海水,使海水蒸发;河流注入大海,补充蒸发的消耗,使海水不会增多也不会减少。
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思考
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水循环的过程及类型
二、自然界的水循环
水循环是指自然界的水在地理环境中的移动,以及与之相伴的状态变化。在太阳能和地球重力的作用下,水在陆地、海洋、大气之间,通过吸收或释放热量,固、液、气三态转化,形成了永无休止的循环运动。
水循环
太阳能
地球重力
物体移动
固液气三种状态之间的转化
蒸发
降水
海上内循环
蒸发、蒸腾
降水
陆地内循环
蒸发
水汽输送
降水
地表径流
下渗
地下径流
海陆间循环
水循环示意图
类型 海陆间循环 陆地内循环 海上内循环
位置 海洋与陆地间 陆地 海洋
特点及意义
2、下列现象属于水循环中的哪个环节?
大江东去 亚洲东部的夏季风
思考:1、说出下列事物参与了哪类水循环?
西湖、塔里木河、钱塘江、台风、未登陆台风
地表径流
水汽输送
注意:
(1) 陆地内循环不只发生在内流区域。
(2) 外流区域既有海陆间循环又有陆地内循环。
最重要类型,使陆地水得到补充,水资源再生
水量很少,对于干旱地区非常重要
交换水量最大,对全球热量输送有重要作用
植被涵养水源
平整土地硬化路面减少下渗
铺设渗水砖增加下渗
兴建水库增加水量增加实际蒸发量
人类对水循环的影响
水循环环节 人类活动
地表径流
地下径流
局部地区大气降水
蒸发
下渗
水汽输送
引河湖水灌溉,修建水库,跨流域调水、填河改陆、围湖造田
地下工程建设、地下水人工回灌,抽取地下水
地下交通线路修建破坏渗流区的地质结构,改变地下水的渗透方向
人工降雨
兴修水利工程,灌溉、植树造林、修建水库可以增加局部地区的水汽供应量
城市铺设渗水砖可以增加下渗、海棉城市;城市路面硬化,可减少下渗
台风活动,风卷云舒。人类不可干预
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水循环的地理意义
水循环的意义
把各圈层联系起来,使各种水体不断更新,维持全球水量平衡。
材料一:河水的运动更新快、循环周期短,平均每16天多就可更新一次,每年可与大气降水交替更换22次。
水循环的意义
缓解不同纬度热量收支不平衡的矛盾。
把各圈层联系起来,使各种水体不断更新,维持全球水量平衡。
材料二:海面吸收太阳辐射,并能过海水蒸发,将热量传递给大气,随着大气运动将暖湿空气输送到陆地上空或高纬地区,形成降水后释放出热量。
水循环的意义
源源不断向海洋输送大量泥沙、有机物与无机盐。
把各圈层联系起来,使各种水体不断更新,维持全球水量平衡。
缓解不同纬度热量收支不平衡的矛盾。
材料二:黄河中游河段流经黄土高原地区,水土流失严重,支流带入大量泥沙汇入黄河,使黄河成为世界上含沙量最多的河流。黄河年平均输沙量为16亿吨,如果筑成宽一米,高一米的城墙,长度相当于地球与月球之间的距离的3倍,相当于赤道长度的27倍。
水循环的意义
不断塑造地表形态。
把各圈层联系起来,使各种水体不断更新,维持全球水量平衡。
源源不断向海洋输送大量泥沙、有机物与无机盐。
缓解不同纬度热量收支不平衡的矛盾。
材料四:由于流水的侵蚀作用,长江上游形成“V”形谷;在流水的沉积作用下,在长江中下游和河口分别形成冲积平原和三角洲等不同的地貌。
水循环的意义
影响着全球的气候和生态。
把各圈层联系起来,使各种水体不断更新,维持全球水量平衡。
不断塑造地表形态。
源源不断向海洋输送大量泥沙、有机物与无机盐。
缓解不同纬度热量收支不平衡的矛盾。
水资源是通过水循环不断再生和更新的,是否可以说地球上的水资源就是取之不尽、用之不竭的?
不可以。水资源处于不断循环更新的状态,从这一角度讲,水资源是可再生资源,是可以永续利用的;但在一定的空间与时间范围内,如果人类用水量超过了水体更新的速度,或者水资源遭受污染,就会造成资源型缺水或水质型缺水。
资源型缺水
水资源总量不足,比如北方地区
水质型缺水
由于人为污染或破坏,水源的
水质达不到国家规定的。比如
长三角、珠三角
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洪涝灾害的防治
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洪涝灾害
洪水灾害
雨涝灾害
暴雨
水利工程失事
冰雪融化
海陆间循环
江河湖泊水量迅猛增加,水位急剧上涨,水流冲出天然水道或人工堤坝所造成的灾害
由大雨、暴雨或持续降雨
低洼地区积水、淹没
1.类型
三、洪涝灾害的防治
洪水灾害:是指由于暴雨或冰雪融化以及水利工程失事等引起的江河湖泊水量迅猛增加,水位急剧上涨,水流冲出天然水道或人工堤坝所造成的灾害。
雨涝灾害:是指由大雨、暴雨或持续降雨等使低洼地区积水、淹没的现象。
【探究一】人类活动洪涝灾害的形成原因和主要影响
流域水文特征
水量
水位
结冰期
含沙量
流域水系特征
流程
水位
流域
河道
流向
气候 降水状况
气温状况
植被 覆盖率
地 形 地 势 相对高度
倾斜走向
山脉走向
资料一: 1998年6~8月长江流域面平均降雨量为670毫米,比多年同期平均值多183毫米,偏多37.5%,仅比1954年同期少36毫米,为本世纪第二位。汛期,长江流域的雨带出现明显的南北拉锯及上下游摆动现象,大致分为四个阶段:
第一阶段为6月12~27日,江南北部和华南西部出现了入汛以来第一次大范围持续性强降雨过程,总降雨量达250~500毫米。其中江西北部、湖南北部、安徽南部、浙江西南部、福建北部、广西东北部降雨量达600~900毫米,比常年同期偏多9成至2倍。
第二阶段为6月28日至7月20日,降雨主要集中在长江上游、汉江上游和淮河上游,降雨强度较第一阶段为弱。
第三阶段为7月21~31日,降雨主要集中在江南北部和长江中游地区,雨量一般为90~300毫米,其中湖南西北部和南部、湖北东南部、江西北部等地降雨量达300~550毫米,局部超过800毫米,比常年同期偏多1~5倍。
第四阶段为8月1~27日,降雨主要在长江上游、清江、澧水、汉江流域,其中嘉陵江、三峡区间和清江、汉江流域的降雨量比常年同期偏多7 成至2倍。
【探究一】人类活动洪涝灾害的形成原因和措施
降水偏多
利用气象卫星,加强对暴雨、洪水、台风等自然灾害的监测和预报
资料二:高原积雪偏多。根据气候规律分析,冬春欧亚和青藏高原地区积雪偏多时,东亚季风一般要推迟,夏季季风偏弱,主要雨带位置偏南,长江流域多雨。1997年冬季,青藏高原积雪异常偏多,是影响1998年夏季长江及江南地区降雨偏多的一个重要因素。
【探究一】人类活动洪涝灾害的形成原因和主要影响
资料三:①1998年分蓄洪量与1954年相比大量减小,1954年长江中下游分洪溃口总量达1023亿立方米,而1998年只有100亿立方米;②湖泊调蓄能力降低,建国以来,长江中下游通江湖泊面积减少约1万平方公里,洞庭湖、鄱阳湖因淤积围垦减少容积180亿立方米以上。
城市化、工业化以及农业发展占据河道,围湖造田,导致河流的泄洪能力降低
冬季降雪多,融雪量大
【探究一】人类活动洪涝灾害的形成原因和主要影响
资料四:长江洪水泛滥是长江流域森林乱砍滥伐造成的水土流失,中下游围湖造田、乱占河道带来的直接后果。长江两岸有4亿人口居住,50年代中期,长江上游森林覆盖率为22%,由于不断进行的农地开垦、建厂和城市化,使两岸80%的森林被砍伐殆尽。四川省193个县中,森林覆盖面积超过30%以上的仅有12个县,一些县的森林覆盖面积还不到3%。为此,长江流域180万平方公里土地中,有20%发生水土流失,每年丧失表土24亿吨,每年从上游携带下来5亿吨以上的土砂顺着长江流入了东海。由于年复一年的土砂淤积,长江的河床从多年前开始就已高出了地面,成为继黄河之后的又一条“悬河”。
人为破坏,滥砍滥发,泥沙淤积,入海口淤积····
中上游地区植树造林,防治水土流失;退耕还湖
资料五:长江中下游平原(Yangtze Plain, Middle and Lower)是指中国长江三峡以东的中下游沿岸带状平原,为中国三大平原之一 ,地跨中国鄂、湘、赣、皖、苏、浙、沪等7省市,素有“水乡泽国”之称,长江中下游平原西起巫山东麓,东到黄海、东海滨,北接桐柏山、大别山南麓及黄淮平原,南至江南丘陵及钱塘江、杭州湾以北沿江平原,东西长约1000千米,南北宽100~400千米,总面积约20万平方千米,主要由江汉平原、洞庭湖平原、鄱阳湖平原、皖苏沿江平原、里下河平原及长江三角洲平原等6块平原组成。一般海拔5~100米,多在海拔50米以下。年均温14~18℃,年降水量1000~1500毫米。
【探究一】人类活动洪涝灾害的形成原因和主要影响
长江流域河道弯曲,河网密布
修筑堤坝、整治河道、修建水库、修建入海河道等
形成原因 主要影响 自然原因 流域状况 气象因素 降水、冰雪融化造成水位上升 河道堵塞 冰凌、滑坡、泥石流堵塞河道 堤坝溃决 各种因素造成堤坝溃决 地面坡度 地面坡度大 汇水速度加快,有利于洪水形成
土壤含水率 土壤含水率高 植被覆盖率 植被覆盖率低 水系状况 支流 支流多,尤其是扇形水系 汇水速度加快,有利于洪水形成
河道 河道弯曲 排水速度减慢,容易形成洪水
河谷 纵向坡度小 入海口 入海口狭窄 人为原因 破坏流域内植被 导致流域内汇水速度加快,加剧水土流失和河道淤积,使河流水位升高,河床坡度减小 一定程度上抬高洪水水位
围湖造田 使湖泊对洪水调蓄能力减弱 建筑物占据河道 降低了河道的排水速度 占用分洪区 给洪水的分流带来困难 【探究一】人类活动洪涝灾害的形成原因和主要影响
人类活动对水循环的影响一城市内涝
2018年8月14日,安徽淮北遭遇强降水天气,城市多处路段内涝严重,行车如行船乘风破浪。自入夏以来,暴雨突袭致使全国不少城市陷入“看海”窘境,“逢雨必涝”仍是我国城市发展中的一大“痛疾”。事实上,从上世纪90年代开始,我国的城市内涝问题就已经凸显,但当时内涝造成的损失远比江河洪水的损失要小。因而尚未引起足够的关注。然而。自2010年以来,5年中有4年洪涝灾害造成的损失超过了发生流域型大洪水的1998年(2551亿元),面对损失与受淹城市数成正比的趋势。人们开始对域市内涝问题给予关注。
1.分析淮北城市内涝的自然原因和人为原因?
2.如何缓解城市内涝
自然方面:
(1)气候:亚热带季风气候。夏季多暴雨。降雨强度大,汇水速度快。
(2) 地形:地势低洼,排水不畅
措施:增加下渗、减少地表径流。
人为方面:
(1)路面硬化导致下渗减少,地表径流增多(最主要
(2)排水网管老化,排水设施不健全,不完善
措施 内容
工程措施 修筑堤坝,整治河道,修建水库和分洪区(或滞洪区、蓄洪区),完善排涝设施等
非工程措施 加强洪泛区的建设管制、建立洪水预警机制、落实居民撤离应急预案、推行防洪保险等
防御措施:需要工程措施与非工程措施相结合:
监测和预报:利用气象卫星对洪水进行监测并及时预报,对于防御洪水、减轻洪灾的损失有巨大作用
防洪措施:
Ⅰ工程措施:①修建水库,退耕还湖,提高对洪水的调蓄能力;②修筑堤坝,防止洪水漫溢;③疏浚河道,加快泄洪速度;④开辟分洪区,开挖分洪道,降低洪水水位
Ⅱ非工程措施:①加强宣传、教育,增强人们对灾害问题的认识,提高防灾减灾意识;②建立健全法律、法规,严格控制乱砍滥伐,逐步提高森林覆盖率,减少水土流失;③建立统一的减灾防灾管理体制,将减灾防灾纳入国家和地方政府的发展计划;④建立统一的防洪抢险指挥管理系统,拟定居民的应急撤离计划,设置防洪保险基金和加强洪泛区土地管理;⑤加强灾前水利建设与减灾科研投入,变被动救灾为主动防灾和抗灾等
【探究2】洪涝灾害的防御措施
2. 鱼鳞坑是黄土高原常用的生态整地方式,是在较陡的山坡上,有序挖掘半月形坑穴。这些坑穴呈品字形交错排列,状若鱼鳞,故称鱼鳞坑。鱼鳞坑具有一定的蓄水能力,再加上植树造林,可保土、保水、保肥。试从水循环的角度想一想,鱼鳞坑为什么能保土、保水、保肥?
提示:鱼鳞坑一般建在较陡的坡上,下雨时可拦蓄坡面径流;在鱼鳞坑中植树造林,可增加水的下渗作用,达到涵养水源、固定表土等目的,从而有效防止水土流失,保土、保水、保肥。
3. 1998 年长江流域发生特大洪水时,我国气象卫星对洞庭湖区进行了实时监测。图 4-9 是气象卫星拍摄的多光谱合成遥感图像,其中右图中的红色部分表示洪水新淹没的范围,通过与没有发生洪水时的遥感图像(左图)进行对比分析,就可以获得受灾区域的分布及面积。洪水分析是抗洪救灾与减灾决策的重要依据。读图 4-9,完成相关任务。
(1)从水循环角度,分析长江流域易发生洪涝灾害的原因。
提示:
自然原因:长江流域降水丰富,河流水量大;长江下游地势低平,易造成排水不畅。
人为原因:长江上游流域植被遭到破坏,水的下渗作用减少,河流流量增大;长江中游地区围湖造田现象严重,降低了河湖的自然生态环境和排洪能力。
水来土掩:准备沙袋、挡水板等物品,或砌好防水门槛,设置挡水土坝,防止洪水进屋
避开水源:尽量避免下水,以免碰到暗流和漩涡
谨防触电:①一旦积水漫进屋内,应及时切断电源,防止触电伤人
②不可攀爬带电的电线杆、高压线铁塔
③远避倾斜的高压线铁塔、断头下垂电线,防止触电
攀高望远:迅速向山坡、高地、避洪台等就近转移,或者爬上屋顶、楼房高层、大树等高的地方暂避。但不要爬到泥坯墙的屋顶上面
设法脱险:如水位继续上涨,暂避的地方已难自保,则利用救生器材逃生,或者迅速找能漂浮的门板、桌椅木床、大块的泡沫塑料等材料逃生
【探究3】洪涝灾害中的自救原则与措施
【课外补充】中国的夏季风雨带推进时间图
课后总结
水 循 环
自然界的水循环
水循环的地理意义
过程
人类影响
类型
海陆间循环
陆地内循环
海上内循环
水的行星
洪涝灾害防治
浙江宁波的不用化肥、不用农药、不用除草剂、不用生长激素的“四不用”农场利用人工蓄水池进行蓄水,通过引水渠流入蔬菜区进行灌溉,再流经养鸭的水禽区和养鸡区,含有鸡鸭粪便的水最后进入鱼塘,作为鱼的饲料。鱼塘的水通过过滤池净化后,又重新用来灌溉,从而形成一个完整的水循环过程。下图为“四不用”农场示意图。据此完成3~4题。
3.“四不用”农场能够建立物尽其用的生态链利用的是水循环具有的( A )
A.物质迁移功能 B.固液气三态的转化功能
C.能量交换功能 D.联系地球外部圈层功能
4.“四不用”农场禽蛋鱼菜的循环生产
模式改造的是水循环中的( C )
A.降水环节 B.蒸发环节
C.径流环节 D.下渗环节
读“某年6~9月长江某水文站观测到的水位、流量变化趋势示意图”,回答1~2题。
1.据图可知,该年6~9月洪水灾害产生的原因是( )
A.降水总量多,流量大
B.降水强度大,流量大
C.河床淤积,容水量减少
D.植被增加,阻碍水流
C
课堂练习
2.从图上信息看,下列治理长江水患最根本的措施是( )
A.植树造林,保持水土
B.大力兴建水利工程
C.中游河段裁弯取直
D.增加湖泊的蓄洪能力
A