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[關鍵詞] 水循環(huán) 課程資源 整合
[中圖分類號] G633.55 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674 6058(2015)34 0122
《自然界的水循環(huán)》是高中地理人教版必修一第三章《地球上的水》的第一節(jié),是開篇內容。課標上要求“運用示意圖,說出水循環(huán)的過程和主要環(huán)節(jié),說明水循環(huán)的地理意義”。本節(jié)教材內容首先介紹水圈的構成及其特點,主要講述了“相互聯(lián)系的水體”“水循環(huán)的過程和意義”兩個知識點。筆者經(jīng)過多年教學發(fā)現(xiàn)這部分知識跟必修教材其他章節(jié)內容聯(lián)系較大,試圖整合相關資源,以期達到提高課堂教學效率的目的,現(xiàn)將自己的設計思路整理成文字,以就教于同行。
導入:借助歌曲《長江之歌》導入。(利用課間,播放音樂,目的是激發(fā)學生興趣,快速進入課堂學習狀態(tài),《長江之歌》內容的選擇為本節(jié)課的學習內容埋下伏筆。)
一、相互聯(lián)系的水體
【活動探究一】水體分類
1. 課件展示長江流域示意圖,請學生說出長江流域有哪些水體形態(tài)。(我們就生活在長江邊,聯(lián)系生活,幫助學生把已有知識和教材內容整合,掌握水的三態(tài),延伸水的三態(tài)之間可以相互轉化,實現(xiàn)循環(huán)。)
2. 結合水圈的構成圖,根據(jù)水體在地球上的空間分布特點,可以分為哪些類型?(給學生第二種分類方法,運用地理思維全面認識地理事物。)
3.目前人類直接開發(fā)利用的水資源包括哪些水體?
歸納:湖泊淡水、河流水和淺層地下水。水量約占淡水總量的0.3%,占地球水體總量的十萬分之七。(為本章第三節(jié)《水資源的合理利用》作好鋪墊,樹立科學的資源觀,科學合理利用水資源。)
承轉:我們應該注意節(jié)約用水。作為南京人,我們的生產生活水源主要來自哪里?(呼應長江,保持主線貫穿。)
【活動探究二】河流的補給形式
《長江之歌》中說長江是“無窮的源泉”,你來說說長江水主要來源有哪些?(結合教材圖3.2)
分析歸納:大氣降水――河流最主要的補給方式,河流流量隨著降水量的變化而變化。
冰雪融水――河流流量隨氣溫的變化而變化。
湖泊水、地下水――與河流互補(水往低處流,誰的水位低誰就接受補給)。(呼應導入,引入河流的補給方式,把教材的圖片形象化、生活化,引導學生關注生活中的地理,學以致用,理論聯(lián)系實際,調動學生學習的積極性以提升課堂效率。)
承轉:長江各種補給形式中最主要的來源是大氣降水,那么大氣中的水汽又來自哪里呢?(海洋)長江水去哪了?(海洋)通過這個分析,我們可以看出長江水始于海洋,終于海洋,形成了連續(xù)的循環(huán)過程。
二、水循環(huán)的過程和意義
1. 水循環(huán)的過程
【活動探究三】水循環(huán)的過程環(huán)節(jié)
根據(jù)長江水始于海洋終于海洋形成循環(huán)過程:請用簡圖表示出海陸間循環(huán)的環(huán)節(jié)(結合教材圖3.3),完善水循環(huán)的示意圖。過程中引導學生分析水循環(huán)的動力(太陽輻射能和重力能)。
提問:水循環(huán)聯(lián)系了地理環(huán)境中哪幾大圈層?
歸納結論:水循環(huán)的概念,即自然界的水在水圈、大氣圈、巖石圈、生物圈四大圈層中通過各個環(huán)節(jié)連續(xù)運動的過程。
水循環(huán)的分類:按照水循環(huán)發(fā)生的領域分為海陸間水循環(huán)、海上內循環(huán)以及陸上內循環(huán)。(把學生原有的水循環(huán)的概念和本節(jié)課要學習的知識結合,改變原有的傳統(tǒng)的教師講學生聽的教學模式,讓學生自己動手作圖,主動參與整個過程,強化水循環(huán)的環(huán)節(jié)和過程,通過活動印證概念,讓學生成為課堂的真正主體。)
2.水循環(huán)的意義
【活動探究四】水循環(huán)的地理意義
請結合以下素材分析水循環(huán)對地理環(huán)境造成了怎樣的影響?總結出水循環(huán)的意義。
(1)滾滾長江東逝水。為什么長江水源源不斷入海而不枯竭?結論:水循環(huán)促進陸地水體不斷更新,維持了全球水量的動態(tài)平衡。
(2)三峽電站發(fā)電的水能資源是怎樣形成的?為什么舟山漁場能成為我國第一大漁場呢?結論:水循環(huán)是最活躍的能量交換和物質遷移過程之一,調節(jié)全球熱量平衡。
(3)長江三峽、長江中下游平原是如何形成的?結論:水循環(huán)不斷塑造地表形態(tài)。
(一)農業(yè)水資源的概念
隨著水資源供需矛盾日益加劇和用水主體的競爭性,水資源日益成為關注的焦點之一。總體來看,可以將水資源歸納為廣義和狹義兩大類。廣義水資源是指地球上一切形態(tài)的水,包括海洋水、陸地水、地表水、地下水等,即一切潛在的經(jīng)人類控制并可供人類利用或可能利用的水。狹義水資源則是指在社會經(jīng)濟技術可行條件下實際可開發(fā)利用的水資源,規(guī)范定義為“在可預見的時期內,在流域水循環(huán)中能夠維持生態(tài)環(huán)境和人類社會所利用的淡水良性循環(huán)的前提下,通過經(jīng)濟合理、技術可行的工程措施在當?shù)厮Y源中可直接或間接利用的地表水、地下水和土壤水?!庇捎讵M義水是與人類經(jīng)濟社會直接相關并具有真正價值的那一部分水資源,因此它是本文關注的重點。
根據(jù)國民經(jīng)濟主要行業(yè)進行統(tǒng)計,水資源分為農業(yè)、工業(yè)、生活和生態(tài)用水四大類。農業(yè)水資源的供給源于自然水和農業(yè)灌溉水。自然水主要來源于降水和土壤潮濕;農業(yè)灌溉水是指通過渠道、揚水站等農田水利設施從湖泊中獲取的水資源。自然水與農業(yè)灌溉水共同并相互替代地在農業(yè)生產中發(fā)揮重要作用??紤]到自然水的供給難以控制,很難對其做出可行的量化分析。
因此,本研究對可控程度較大的灌溉水資源進行專門的效率評價。另一方面,從經(jīng)濟學角度來看,自然水作為非市場產品,可以被認為是外生的,而灌溉水的供給需要一定的物質投入,盡管灌溉水價很低,但有一定成本,其可以被視為農業(yè)生產函數(shù)中的一個主要投入變量。按照部門內主要行業(yè)分類,農業(yè)水資源的需求包括種植業(yè)灌溉用水和林、牧、漁業(yè)用水。種植業(yè)灌溉用水主要指種植糧食作物和其它經(jīng)濟作物的水田或水澆地灌溉所用的水資源,一般占到農業(yè)用水總量的80%左右,是農業(yè)用水的主體??紤]到新疆典型的灌溉農業(yè)的特征,以及數(shù)據(jù)的可得性和研究對象的統(tǒng)一性,本研究中所提及的“農業(yè)水資源”專指用于種植業(yè)灌溉的狹義水資源。
(二)農業(yè)水資源的特性
1.農業(yè)水資源的自然特性
首先,農業(yè)水資源具有循環(huán)流動性,農業(yè)水資源在循環(huán)中形成一種動態(tài)資源。農業(yè)水資源的流動性,使得農業(yè)用水可以通過建設各種引、調、蓄等水利工程匯集與積蓄,為農業(yè)生產提供了重要的基本條件。同時,通過農業(yè)水資源利用和循環(huán),將肥料、養(yǎng)分以及有機物分解和循環(huán)到農田、河道、湖泊等,不斷為農業(yè)生產提供各種物質供應。其次,農業(yè)水資源具有利害兩重性。農業(yè)水量過多易造成泛濫,農業(yè)水量過少容易形成干旱等自然災害。
2.農業(yè)水資源的經(jīng)濟特性
首先,農業(yè)水資源具有不可替代性和可再生性。從開發(fā)利用來看,農業(yè)水資源可以憑借自然界的水循環(huán)得到補充,可以重復利用,其經(jīng)濟收益可以隨著時間坐標無限延續(xù)。但是,水資源作為生產的載體,一旦使用和管理不當,會極大地影響農業(yè)水資源再生。其次,不可替代性和儲量的有限性決定了農業(yè)水資源的稀缺性。常年缺水區(qū)域需要采取調水、節(jié)水、循環(huán)用水等方式解決水資源的短缺,要付出巨大的經(jīng)濟代價。最后,農業(yè)水資源具有波動性。這反映在農業(yè)水資源時空分布差異較大。
二、農業(yè)水資源的循環(huán)結構與過程
按照二元水循環(huán)理論,由于綠洲區(qū)強烈的人類活動完全改變了天然水循環(huán)過程,也改變了區(qū)域水資源的形成、轉變和消耗過程。農業(yè)是人類發(fā)展的基礎產業(yè),其本質是通過生產糧食及工業(yè)原料滿足人類生存和發(fā)展的需要。隨著農業(yè)灌溉制度和耕作方式的發(fā)展,農業(yè)的循環(huán)環(huán)節(jié)不斷增加,循環(huán)路徑不斷延長,農業(yè)水循環(huán)系統(tǒng)也發(fā)生了改變,但其本質仍然是由從獲取水源到農作物生產環(huán)節(jié)中消耗水源以及作物通過土壤滲回補地下水的水循環(huán)過程。
農業(yè)水循環(huán)是社會水循環(huán)的一個分支,包含“供(取)水——用(耗)水——排水(處理)——回歸”五個環(huán)節(jié)??傮w而言,供(?。┧到y(tǒng)是農業(yè)水循環(huán)的始端和將自然水循環(huán)引入農業(yè)生產系統(tǒng)的“牽引機”,集中體現(xiàn)在通過工程與非工程措施,根據(jù)各個區(qū)域農業(yè)水資源的需求,將大氣降水資源、地表水資源、地下水資源以及土壤水資源配置給各個區(qū)域。用(耗)水系統(tǒng)是農業(yè)水循環(huán)的核心,是農業(yè)生產系統(tǒng)“同化”攫取水的各種價值及使水資源價值流不斷耗散的一整套流程。它集中體現(xiàn)在農業(yè)生產環(huán)節(jié)中,農作物利用所分配的水資源,通過光合作用將輻射能轉換為化學能,最后形成碳水化合物的用(耗)水過程。排水系統(tǒng)是農業(yè)水循環(huán)的“匯”及與自然水循環(huán)的聯(lián)結節(jié)點,發(fā)揮“異化”社會經(jīng)濟系統(tǒng)廢污水重要作用。它集中體現(xiàn)在將多余水量排出農業(yè)系統(tǒng)的過程?;貧w系統(tǒng)是伴隨農業(yè)生產系統(tǒng)水循環(huán)通量和人類環(huán)境衛(wèi)生需求而產生的循環(huán)環(huán)節(jié),成為構建良性的農業(yè)水循環(huán)的關鍵。它集中體現(xiàn)在將農業(yè)系統(tǒng)排出的水回歸到自然水循環(huán)系統(tǒng)中。從具體過程來看,如下圖所示。
由以上分析可知,農業(yè)水循環(huán)具有明顯的同化過程和異化過程,即人類從自然水循環(huán)系統(tǒng)中將水“提取”到農業(yè)生產系統(tǒng)中,“同化”水的經(jīng)濟屬性、社會屬性、環(huán)境屬性甚至生態(tài)屬性,為人類謀福利;同時,“異化”農業(yè)生產系統(tǒng)的“垃圾”,排出廢污水到自然水循環(huán)系統(tǒng)??傮w而言,農業(yè)用水過程實質是一個由自然水資源到農業(yè)生產中水資源循環(huán)構成的一個“自然——人工”復合水循環(huán)大系統(tǒng),涉及水文循環(huán)過程、水資源配置過程以及區(qū)域經(jīng)濟結構的合理調控過程等相關內容,因而農業(yè)水循環(huán)過程是一個以水為媒介的綜合體。由于其涉及的內容較多,各部分循環(huán)過程的機理也不同。
三、農業(yè)水資源的轉化與利用解析
根據(jù)農業(yè)水循環(huán)的過程,由農業(yè)水循環(huán)中水資源轉化的通量可見,農業(yè)水循環(huán)的供(?。┧^程,主要體現(xiàn)在將已有的自然水資源轉化到農業(yè)生產環(huán)節(jié)中;農業(yè)水循環(huán)的用(耗)水過程,集中體現(xiàn)在將生產環(huán)節(jié)中的農業(yè)水資源轉化農產品的最大產出。農業(yè)水循環(huán)的排水(處理)和回歸是將農業(yè)生產中多余水量轉化到自然水循環(huán)系統(tǒng)中。
根據(jù)農業(yè)水資源的的轉化過程,從水源到農作物用水,農業(yè)水資源的利用主要包括了供(?。┧^程和用(耗)水過程,即農業(yè)水資源的配置環(huán)節(jié)和生產環(huán)節(jié)。農業(yè)水資源的高效利用是根據(jù)各個區(qū)域的供水條件和農作物的需水規(guī)律,采用水利工程、農業(yè)技術、管理等措施,最大限度地減少農業(yè)水資源的配置和農產品生產中的損失,在有效保障生態(tài)環(huán)境的前提下,最大限度地使自然水資源轉化效率和農產品產量的轉化效率達到理想狀態(tài),提高農業(yè)水資源的配置效率和生產效率,提高農業(yè)水資源的利用效率。
從這種意義上來說,農業(yè)水資源利用效率(utilization efficiency of agricultural water resource)反映了農業(yè)水資源高效利用的水平。農水資源利用效率越高,說明農業(yè)水資源的配置較為合理,農業(yè)水資源價值得到了很好的實現(xiàn),因此農業(yè)水資源利用的水平也就越高。
根據(jù)農業(yè)水資源利用效率的體現(xiàn)或實現(xiàn)途徑,農業(yè)水資源的利用效率包含兩個層次:一是農業(yè)水資源配置效率,二是農業(yè)水資源生產效率。
農業(yè)水資源配置效率(allocation efficiency of agricultural water resource)基于供需的角度,根據(jù)現(xiàn)有的配置能力,將不同生產單位、不同區(qū)域或不同行業(yè)之間分配有限的稀缺水資源而達到的效率,這種效率使水資源有效地配置于最適宜的使用方面和方向上。
考綱對學生的要求主要包括以下三點:
1.運用示意圖、流量過程圖,分析河流的補給類型和河流的水文特征。
2.運用示意圖,說出水循環(huán)的過程和主要環(huán)節(jié),說明水循環(huán)的地理意義。
3.以某流域為例,分析該流域開發(fā)的地理條件,了解流域開發(fā)的基本內容與綜合治理的對策措施。
二、考點解讀
考點一:理解水體的補給關系
從運動更新的角度看,陸地上的各種水體之間有著水源相互補給的關系。
1.表解河流水的補給類型、特點及影響因素。
2.辯證地認識河流水與地下水、湖泊水之間存在的互補關系。
(1)圖解陸地水體類型及補給關系。
(2)警示特殊現(xiàn)象。
有些河流水與地下水之間并不一定存在互補關系,如黃河下游、長江荊江段因其為“地上河”,只存在河流水補給地下水的情況。
3.掌握河流流量過程曲線圖的判讀要領。
(1)流量過程曲線反映的主要內容:①流量的大小。②從曲線變化幅度了解水量的季節(jié)變化。③從曲線高峰期了解汛期出現(xiàn)的時間和長短。④從曲線低谷期了解枯水期出現(xiàn)的時間和長短。
(2)從流量過程曲線分析原因: ①流量是由河流來源決定的。②洪水期出現(xiàn)在夏秋、枯水期在冬春的河流,一般多為雨水補給,但地中海氣候區(qū)河流剛好相反。③汛期出現(xiàn)在夏季的河流,除雨水補給外,也可能有冰川融水補給。④春季和夏季出現(xiàn)兩個汛期的河流,除雨水補給外,還可能有季節(jié)性積雪融水補給。⑤河流在冬季斷流可能是河水封凍的緣故,而內流河往往是由于氣溫低,冰川不融化,沒有冰川融水a給所致。⑥曲線變化和緩,多為地下水補給,也可能是熱帶雨林氣候區(qū)或溫帶海洋性氣候區(qū)的河流。
考點二:描述和闡釋河流的水文特征
河流的水文特征,包括“三量兩期一價值”?!叭俊奔春恿鲝搅髁浚ù笮〖凹竟?jié)變化)、含沙量和水能資源蘊藏量;“兩期”,即汛期、有無結冰期;“一價值”,即航運價值。
1.徑流量大小及其季節(jié)變化。
徑流量大小及其季節(jié)變化取決于河流補給類型。
(1)以雨水補給為主的河流流量季節(jié)變化由降水特點決定。
①全年穩(wěn)定型:熱帶雨林氣候區(qū)和溫帶海洋性氣候區(qū)的河流徑流量大,徑流量時間變化很小。
②夏汛冬枯型:熱帶草原氣候區(qū)和(熱帶、亞熱帶、溫帶)季風氣候區(qū)的河流徑流量時間變化較大,形成夏汛。季風氣候區(qū)的河流汛期長短取決于雨季長短。溫帶季風氣候區(qū)較高緯度地區(qū)的河流除雨水補給外,還有春季積雪融水補給,形成春汛,一年有兩個汛期,河流汛期會較長。但是由于夏季風勢力不穩(wěn)定,降水季節(jié)變化和年際變化大,河流徑流量的季節(jié)變化和年際變化均較大。
③冬汛夏枯型:地中海氣候區(qū)的河流徑流量時間變化較大,且形成冬汛。
(2)以冰川融水補給和季節(jié)性冰雪融水補給為主的河流,流量變化由氣溫變化特點決定。我國西北地區(qū)的河流夏季流量大,冬季斷流;我國東北地區(qū)的河流在春季由于氣溫回升導致冬季積雪融化,形成春汛;以冰川融水補給為主的河流(河段)的徑流量季節(jié)變化較大而年際變化較小。
(3)徑流量大小還與流域面積大小以及流域內水系情況有關。
2.含沙量大小。
含沙量的大小與植被覆蓋情況、土質狀況、地形、降水特征和人類活動有關。
(1)植被覆蓋差,地勢起伏大,降水強度大的區(qū)域,河流含沙量大;反之,含沙量小。
(2)人類活動主要是通過影響地表植被覆蓋情況而影響河流含沙量大小。
3.水能蘊藏量。
水能蘊藏量大小由流域內的河流落差和河流水量決定。
(1)河流落差受地形影響。地形起伏越大,落差越大,水能資源越豐富。
(2)河流水量受氣候和流域面積影響。降水越多,流域面積越大,河流水量越大,水能資源越豐富。
(3)河流中上游河段落差大,水量大,一般以開發(fā)水能為主。
4.汛期及長短。
(1)外流河汛期出現(xiàn)的時間和長短,直接由流域內降水量的多少、雨季出現(xiàn)的時間和長短決定;冰雪融水補給為主的內流河則主要受氣溫高低的影響,汛期出現(xiàn)在夏季。例如,我國東部季風氣候區(qū)的河流都有夏汛,東北地區(qū)的河流除有夏汛外,還有春汛;西北地區(qū)的河流有夏汛。此外,有些溫帶地區(qū)流向高緯的河流有凌汛現(xiàn)象。
(2)流域內雨季開始早結束晚,河流汛期長;雨季開始晚,結束早,河流汛期短。例如,我國南方地區(qū)河流的汛期長,北方地區(qū)河流汛期較短。
5.有無結冰期。
有無結冰期由流域內氣溫高低決定。月均溫在0℃以下的河流有結冰期,0℃以上的無結冰期。例如,我國秦嶺―淮河以北的河流有結冰期,秦嶺―淮河以南河流沒有結冰期。有結冰期的河流才可能有凌汛出現(xiàn)。
6.河流的航運價值。
(1)河流的航運價值由地形和水量決定。地形平坦,水量豐富的河流航運價值大,因此,河流中下游一般以開發(fā)河流航運為主。(2)河流無結冰期,水位季節(jié)變化小,能保證四季通航。(3)天然河網(wǎng)密度大,有運河溝通,能四通八達。(4)內河航運可與其他運輸方式連接,即聯(lián)運價值大。(5)區(qū)域經(jīng)濟狀況對運輸?shù)男枨蟠?,河流航運價值大。
考點三:掌握水循環(huán)的過程、環(huán)節(jié)和意義
1.驅動水循環(huán)的兩大能量:一是太陽能,二是水的重力能。
2.識記水循環(huán)的主要環(huán)節(jié)名稱。
(1)垂直方向:蒸發(fā)(A、I)、植物蒸騰(F)、降水(B、D)、下滲(H)。(2)水平方向:水汽輸送(C)、地表徑流(E)和地下徑流(G)。
3.解讀水循環(huán)的主要類型、主要環(huán)節(jié)及其意義。
誤區(qū)警示:外流區(qū)域既發(fā)生海陸間循環(huán),又存在陸地內循環(huán),但以海陸間循環(huán)為主;內流區(qū)域以內循環(huán)為主。
4.說明水循環(huán)的地理意義。
維持了全球水的動態(tài)平衡; 緩解不同緯度熱量收支不平衡的矛盾; 使地球各個圈層之間、海陸之間實現(xiàn)物質遷移與能量交換;水循環(huán)影響全球的氣候和生態(tài),并不斷塑造著地表形態(tài)。
5.理解人類活動對水循環(huán)的影響。
(1)人類活動影響水循環(huán)的四個環(huán)節(jié)。
人類對水循環(huán)的影響主要體現(xiàn)在:①影響地表徑流,如引水灌溉、修建水庫、跨流域調水等。②影響地下徑流,如雨季對地下水的人工回灌,抽取地下水灌溉等。③影響降水,如人工降雨等。④影響蒸發(fā),如植樹造林、修建水庫可以增加局部地區(qū)的水汽供應量。
(2)人類活動通過三種措施影響水循環(huán)。
水利措施:①修筑水庫、塘壩等攔蓄洪水,增加枯水期徑流量,由于水面面積的擴大和地下水水位的提高,可加大蒸發(fā)量。②跨流域調水、擴大灌溉面積在一定程度上增加了蒸發(fā)量,使大氣中水汽含量增加,增加降水量。
農林措施:①“旱改水”、精耕細作、封山育林、植樹造林等能增加下滲,調節(jié)徑流,加大蒸發(fā),在一定程度上可增加降水。②圍湖造田則減少了湖泊自然蓄水量,削弱了其防洪抗旱的能力,也減弱了湖泊水體對周圍地區(qū)氣候的調節(jié)作用。
生態(tài)措施:保護濕地資源(沼澤)、植樹造林(綠色水庫)、保護草原(綠色蓄水池)會產生有利的影響;反之,則會產生惡劣的后果。
考點四:流域開發(fā)的地理條件,開發(fā)建設的基本內容,綜合治理的對策措施
1.了解流域開發(fā)的地理條件。
從經(jīng)濟效益、生態(tài)效益、社效益三方面評價其“優(yōu)勢”和“存在的問題”。
(1)自然方面:從地形、氣候、水文、植被、礦產等方面進行分析。
(2)人文方面:從人口、聚落、交通、文化、農業(yè)、工業(yè)等方面進行分析。
2.了解流域開發(fā)建設的基本內容。
(1)資源開發(fā):根據(jù)資源優(yōu)勢確定流域開發(fā)方向。
水能資源開發(fā)――發(fā)電、養(yǎng)殖、旅游、航運、防洪等,有利于發(fā)展高耗能工業(yè);水資源開發(fā)――旅游、灌溉、養(yǎng)殖、航運等;生物資源開發(fā)――旅游、教育等;土地資源開發(fā)――因地制宜,發(fā)展農、林、牧、漁等多種農業(yè);礦產資源開發(fā)――建立礦產開發(fā)基地,建立相應的工業(yè)部門(利用廉價電力);旅游資源開發(fā)――做好旅游規(guī)劃,發(fā)展交通,發(fā)展旅游業(yè)。
(2)生態(tài)(恢復)建設:根據(jù)“環(huán)境污染和生態(tài)破壞”確定生態(tài)建設的內容。礦產資源開發(fā)導致植被破壞,產生的廢石、廢渣占用大量土地;不合理的開采引發(fā)地面沉降、滑坡、塌陷、泥石流等地質災害;礦產資源開發(fā)形成的廢渣、廢水中的有毒元素污染環(huán)境。
3.綜合治理的對策措施。
(1)對水土流失的治理措施:①調整農業(yè)結構,植樹造林、退耕還林還草等生物措施;②工程護坡、打壩淤地等工程措施;③進行小流域治理。
(2)對河流污染的治理措施:①關閉污染較重的小工業(yè);②對工農業(yè)及生活污水進行治理;③減少枯水期用水,使流量增加;④調整生產過程,適當在洪水期排污。
(3)對生物資源破壞的治理措施:①建立自然保護區(qū);②適當遷出保護區(qū)內的居民;③調整農業(yè)結構,控制人類活動(如交通建設);④加強宣傳教育。
三、題型回顧
例1 (2016年高考上海地理卷,第11~12題)“海綿城市”是指城市能夠像海綿一樣,下雨時蓄水,需要時“放水”。
(1)上海建設“海綿城市”,除能夠提高地下水位外,對地理環(huán)境產生的影響還有( )
A.加強城郊間熱力環(huán)流
B.防止海水倒灌
C.減緩地面沉降
D.減弱酸雨污染
(2)上海建設“海綿城市”可以采取的措施之一是( )
A.退耕恢復濕地 B.鋪設防滲路面
C.完善排水系統(tǒng) D.增加綠地面積
【解題思路】第(1)題,考查水循環(huán)對地理環(huán)境產生的影響。由材料和題干可知,“海綿城市”能提高地下水位,同時也能減輕因地下水過度利用而出現(xiàn)的地下漏斗區(qū),從而有利于減緩地面沉降,C項正確。第(2)題,考查人類活動對水循環(huán)的影響。由材料可知,“海綿城市”下雨時蓄水,說明利于雨水下滲。增加綠地面積,有利于雨水下滲,有利于海綿城市建設,D項正確;退耕恢復濕地,是濕地建設,并不利于雨水下滲,A項錯誤;鋪設防滲路面不利于雨水下滲,B項錯誤;完善排水系統(tǒng),加速地表徑流下泄,不利于雨水收集,C項錯誤。故選D項。
【參考答案】(1)C (2)D
例2 (2016年高考江蘇地理卷,第7~8題)圖4為某流域森林火災后第1年、第6年兩次相同降雨條件下河流流量過程線圖。讀圖,回答(1)~(2)題。
(1)關于兩次徑流過程,說法正確的是( )
A. 第6年的流量峰值大
B. 第1年的流速峰值小
C. 第6年的河流含沙量大
D. 第1年的河流徑流量大
(2)導致圖示徑流差異的關鍵環(huán)節(jié)是( )
A. 蒸發(fā) B. 下滲
C. 蒸騰 D. 地下徑流
【解題思路】第(1)題,考查河流水文特征。森林植被具有涵養(yǎng)水源和保持水土的功能。森林火災后第6年的森林面積比第1年大,對雨水的涵養(yǎng)功能和保持水土的功能比第1年強,導致第6年地表徑流量較小,流量峰值小,河流含沙量小,而第1年的河流徑流量大,流速峰值大,A、B、C項錯誤,D項正確。第(2)題,考查水循環(huán)的環(huán)節(jié)。依據(jù)材料可知,降雨條件相同而森林覆蓋率不同,則圖中徑流差異主要是森林覆蓋率的差異所致,森林覆蓋率的大小與雨水下滲量呈正相關。故B項正確。
【參考答案】(1)D (2)B
四、命題預測
1.以文字、示意圖、區(qū)域圖為背景,考查水循環(huán)的過程、主要環(huán)節(jié)名稱及影響因素、水循環(huán)意義、人類對水循環(huán)的影響。
2.以文字、河流徑流量過程曲線圖或柱狀圖、區(qū)域圖為背景,考查河流的補給類型及河流的水文特征。
3.以區(qū)域圖為背景,以某流域為例,考查該流域開發(fā)的地理條件、流域開發(fā)與綜合治理的措施。
五、能力測試
1.圖5表示“海陸間水循環(huán)”,甲、乙表示地表。下列說法錯誤的是( )
A.甲處代表海洋
B.環(huán)節(jié)②參與地表淡水資源的補給
C.環(huán)節(jié)④代表水汽輸送
D.人類活動對環(huán)節(jié)③的影響最大
圖6中,甲圖是我國東部河流某河段示意圖,乙圖是河流A、B兩水文站測得的水位變化示意圖。讀圖,完成2~4題。
2.該河流的主要補給類型是( )
A.雨水補給 B.地下水補給
C.冰雪融水補給 D.湖泊水補給
3.B水文站洪峰流量峰值小于A水文站,主要是因為A、B水文站之間( )
A.河道淤積 B.河谷變寬
C.湖泊分流 D.湖水補給量減小
4.甲圖中AB段河流( )
A.由西北流向東南
B.由東南流向西北
C.由正東流向正西
D.由正西流向正東
降雨量指一定時間內的降雨平鋪在地面的水層深度;一定時間內的河流徑流總量平鋪在流域地面的水層深度叫徑流深度。圖7是“我國某地氣溫、降雨量和所在流域徑流深度統(tǒng)計圖”。讀圖,回答5~6題。
5.該流域河流夏季補給來源主要是( )
①雨水 ②季節(jié)性積雪融水 ③冰雪融水 ④湖泊水 ⑤沼澤水 ⑥地下水
A.①② B.①③
C.④⑥ D.⑤⑥
6.該流域可能分布在( )
A.東北地區(qū) B.西北地區(qū)
C.四川盆地 D.青藏高原
7.閱讀圖文材料,完成下列問題。
天山作為“中亞水塔”,主導了新疆乃至中亞地區(qū)的水循環(huán),其周邊干旱區(qū)分布廣泛,人類生存與生態(tài)系統(tǒng)受水資源變化的影響十分強烈。近年來,山地冰川融化加速,增加了水資源供給,使得河流對氣候變化更敏感,為合理利用干旱區(qū)有限的水資源,專家提出在該區(qū)域山前洪積扇建設地下水庫。
(1)簡述天山山脈被稱為“中亞水塔”的原因。
(2)比較說明甲河水循環(huán)與乙河水循環(huán)的差。
關鍵詞:高中;地理教學;自主;探究;合作
中圖分類號:G633.55 文獻標志碼:A 文章編號:1008-3561(2017)09-0082-01
自主、探究及合作均是高中生在地理W習中必須要掌握的重要學習能力。新課程改革要求高中地理教師積極采取有效策略,不斷提升課堂教學質量。在這樣的要求下,一線高中地理教師積極對有效教學策略進行廣泛且深入的探索與研究。研究發(fā)現(xiàn),采用自主-探究-合作教學策略可在一定程度上提升高中地理課堂教學質量,有效培養(yǎng)與提升學生的自主、探究、合作學習能力。
一、引導學生自主學習
高中地理教師在課堂教學中,經(jīng)過簡單新課導入后,可引導高中生針對新課的相關知識積極進行自主學習。學生的自主學習可幫助他們初步了解本節(jié)課所學的知識,更好提升自身的自主學習能力。例如,執(zhí)教人教版高中地理“自然界的水循環(huán)”一課時,地理教師在新課伊始可積極引導學生進行自主學習。為提升學生的自主學習成效,地理教師在學生自主學習前可為他們列出這樣的自主學習提綱:了解水圈水體的構成和各水體相互轉化的關系,理解水循環(huán)的地理意義,繪制“海陸間水循環(huán)示意圖”。在這樣的自主學習要求之下,高中生的自主學習目標便會更加明確。高中生在課堂中的自主學習可實現(xiàn)對相關地理知識的初步了解,在此基礎上教師再講解相關地理知識時,便會更加事半功倍。學生也更容易理解教師所述的內容。自主學習的過程是一個知識內化的過程,也是培養(yǎng)和提升高中生地理自主學習能力的過程。引導學生進行自主學習是在高中地理課堂中實施自主-探究-合作教學策略的第一步,是自主-探究-合作教學策略在高中地理課堂中得以成功實施的關鍵所在。
二、引導學生探究學習
高中地理知識體系繁雜,要想真正學好和深入掌握相關地理知識,高中生需要具備較強的探究能力。因此,教師在課堂中應用自主-探究-合作教學策略時,應引導學生對相關地理知識進行深入探究。這樣的做法不僅可培養(yǎng)高中生的地理探究能力,更可在一定程度上提升高中地理課堂教學質量。例如,執(zhí)教人教版高中地理“自然界的水循環(huán)”一課時,教師可布置這樣的探究任務讓學生進行自主探究。請分別對如下幾個問題進行探究:黃河之水天上來?黃河奔流到海不復回?黃河為什么會出現(xiàn)斷流?探究任務布置下去后,學生便根據(jù)課本知識對上述三個問題進行一一探究。學生通過探究發(fā)現(xiàn),“黃河之水天上來”的說法并不完全正確,黃河水的補給包括大氣降水、冰川水、湖泊水和地下水等。“黃河奔流到海不復回”的說法錯誤,海水經(jīng)過蒸發(fā)后仍會飄移到黃河上方形成降雨。而黃河之所以會出現(xiàn)斷流主要包括如下兩個方面的原因:第一,自然原因:降水量少、季節(jié)變化大;全球變暖,降水量減少。第二,人為原因:上游和中游地區(qū)過度引用、植被破壞。學生通過自主探究,地理知識掌握也會更加牢固。探究的過程也是思維發(fā)散的過程,探究能力是在無數(shù)次探究過程中不斷得以形成的。因此,教師在課堂中應積極引導學生進行自主探究。
三、引導學生合作學習
合作學習是自主-探究-合作教學策略運用的最后一個環(huán)節(jié),也是決定自主-探究-合作教學策略能否有效運用的重要環(huán)節(jié)。對于地理課堂中的一些重難點知識,僅僅依靠學生的自主學習和探究往往是無法有效完成的。此時,教師應積極組織和引導學生進行合作學習,通過合作學習解決教學重難點問題。例如,執(zhí)教人教版高中地理“自然界的水循環(huán)”一課時,水循環(huán)的意義無疑是本節(jié)課的重難點問題,為幫助學生更好地理解水循環(huán)的意義,教師可要求學生分小組對水循環(huán)的意義進行合作學習。通過合作學習,學生很容易明晰水循環(huán)主要具有如下意義:第一,水循環(huán)是水量平衡器。水循環(huán)可以使自然界的水不斷產生運動與變化,使得水體始終處于不斷變化與更新狀態(tài)。第二,水循環(huán)是大自然的空調。水循環(huán)可對生態(tài)環(huán)境產生重要的影響。第三,水循環(huán)是地形雕刻師。水循環(huán)運動可以讓地表狀態(tài)不斷發(fā)生變化。高中生在合作學習過程中不僅可以形成較強的團結協(xié)作能力,增加相互之間的感情,還可通過合作學習有效解決疑難的地理問題。因此,教師在課堂中應用自主-探究-合作教學策略時,應重點加強引導學生進行合作學習。
四、結束語
綜上所述,采用自主-探究-合作教學策略可在一定程度上提升高中地理課堂教學質量,有效培養(yǎng)與提升學生的自主、探究、合作學習能力。在高中地理課堂中應用自主-探究-合作教學策略時,地理教師要積極引導學生進行自主探究及合作學習。只有教師將自主探究及合作學習切實執(zhí)行,方能真正提升自主-探究-合作教學策略在高中地理課堂中的應用成效。
參考文獻:
為未來培養(yǎng)具備“地理素養(yǎng)”的人,這就是地理教育的核心價值之一,也是基于信息化社會發(fā)展對中學地理課程,尤其是高中地理課程的基本要求。如此,也就決定了今天的高中地理課程的教育必須強化謀求“人”的內在素養(yǎng)與個體“創(chuàng)新”意識的統(tǒng)一。
所以,要達成謀求“人”的內在素養(yǎng)與個體“創(chuàng)新”意識相統(tǒng)一,尋找一種既能符合學生認知規(guī)律,又能較好地實現(xiàn)地理教育的核心價值的教學方式就顯得格外重要。筆者經(jīng)過近幾年的教學實踐,發(fā)現(xiàn)在高中地理課程教學中采用“探究性”問題作為教學情景的課堂教學方式(以下簡稱“探究性”教學方式),是一種比較合適的教學形式。
一、什么是“探究性”教學方式
“探究性”教學方式是課程教學設計的重要組成,是基于學生學習心理活動基礎上,教師從學生的生活和社會關注點中選擇和確定某一研究,或探究問題作為教學情景,并將該情景應用于課堂教學,在與學生共同解決問題過程中傳授和學習新知識、應用新知識的課堂教學活動。該教學旨在通過發(fā)現(xiàn)或提出問題,使學生在真實的生活情境中模擬科學家探索未知,解決問題,并在此過程中獲得新知識,體會到探究過程和得到成功的愉悅。
這里需要注意的是:“探究性”教學方式與“探究性”學習形式是不同的。后者是指學生在教師的指導下,學生從自身的生活經(jīng)驗出發(fā)選擇和確定研究專題,在研究問題過程中主動獲得知識、應用知識、解決問題的學習活動;整個學習過程學生一直是“策動者”和“執(zhí)行者”。因此,“探究性”學習形式具有很強的自主性和自由性。而“探究性”教學方式是一種課堂教學活動,它的“策動者”是教師,“執(zhí)行者”是師生雙方。也就是說,教師依據(jù)地理課程的安排,設計研究,或探究問題的情景,并以此情景在課堂上指導學生學習,在與學生共同解決問題的過程中,使學生掌握新知識、應用新知識的教學活動。從學習主體角度上看,可以說“探究性”教學的體驗過程與結果是日后學生主動,并能夠進行“探究性”學習的基礎。
目前,一些地理課堂教學中使用所謂的“探究性”教學存在著諸如:一些教師向學生提問的多,引導學生主動發(fā)問的少,教師“提問”的整體質量不高(思維性、啟發(fā)性、創(chuàng)造性提問少),以及課堂雖熱鬧但整體性差等問題。因此,這種課堂上量多質差的“問題”只是具有表象意義的假性“探究性”教學方式,是一種變相的“滿堂灌”教學。由此學生內在天然的自主探究與發(fā)現(xiàn)意識就得不到應有尊重與挖掘,情感、意志與精神得不到本來的塑造與發(fā)展,那么隱藏在學生內心的“創(chuàng)造性種子”的發(fā)芽就根本無從談起。也許學生能應付試卷上的各式“難題”,但當他面對真實生活中的地理問題時卻茫然無知,手足無措。所以,如果不盡快改變我們的課堂教學方式,真正地讓學生體驗探究過程,感受探究過程所帶來的喜悅,那么地理教育將很難還原其本來的面目。
二、什么樣的課程內容適合用“探究性”教學方式
與以往不同,今天的高中地理教學是在高中地理課程標準下進行的。依據(jù)課程標準的精神,其突出的特點是強化了案例教學,但如何使用教材中的這些案例,包括是否使用課程標準沒有的要求,這就為一線教師提供了廣闊的教學自主平臺?!疤骄啃浴苯虒W方式能在一個充滿差異性、多樣性和多元化的社會里,教師可以根據(jù)課程內容,考慮學生的文化背景、個體需求以及個人的先天素質、后天“主觀”等多方面的“最大公約數(shù)”,選擇具有研究和探究的課題搭起探究性的情景舞臺。在這一舞臺上教師與學生共同來演繹“人與自然”的大劇,在師生情感交流中完成對新知識的傳授和吸納。
那么是否所有的地理課程內容都需要用“探究性”教學方式呢?答案是肯定的。根據(jù)“加涅的學習模式”理論,以及課程標準的精神,筆者認為高中地理的“必修1”與“必修2”中大多數(shù)課程內容使用這一教學方式將會使學生獲得更好的學習效果。高中地理“必修1”與“必修2”是高中地理課程中的地理原理課程,屬于理論地理的范疇。尤其是“必修1”的自然地理學,它具有內容抽象(部分)、信息量大、綜合性強、邏輯性高、難度大等特點;但它又是整個高中地理課程學習的基礎,是地理學“最底層”的東西。因此,“必修1”的自然地理學歷來就是高中地理教學與學習的“硬”內容。所以,為了達到課程標準和實現(xiàn)教學目標,有必要如將“必修1”等地理課程的部分內容放置在“探究”的層面上,對其進行“形象”化,進行“解剖”和分析。如此在與學生一起還原地理原理的過程中,找到師生共同的交流舞臺則至關重要,那么“探究性”教學方式不啻是一個較好的平臺。
三、如何進行“探究性”教學設計
雖然“探究性”教學設計是圍繞著課程內容這一核心進行的,但教學設計的關鍵是要創(chuàng)建“探究問題”的情景,搭起一個能凝聚學生注意力,支撐起課堂活動的“舞臺”。加涅認為,從學習的條件這一基點出發(fā),必須建立一個有關單一的學習動作得以發(fā)生完整過程的框架或模型。依據(jù)“加涅的學習模式”理論,“探究性”教學設計的“探究問題”情景內容應符合學生身心特點和接受能力,而且探究過程作為“單一的學習動作”要貫穿于整個課程內容。筆者以人教版“必修1”第三章“地球上的水”中的第一節(jié)“自然界的水循環(huán)”為例來扼要說明“探究性”教學方式的設計過程。
1.解讀課程標準與課程內容尋找教學設計切入點
解讀課程標準中關于水循環(huán)的學習要求(運用示意圖,說出水循環(huán)的過程和主要環(huán)節(jié),說明水循環(huán)的地理意義),我們發(fā)現(xiàn):“自然界的水循環(huán)”一節(jié)內容在整個高中自然地理的知識構架上處于承上啟下的作用。它上承大氣環(huán)流,下接地表形態(tài)塑造。是海、陸、空相互聯(lián)系的“糾結點”。因此,這部分的學習能為學生未來接受更復雜的新知識打下良好的基礎。所以本節(jié)的學習內容包括兩大方面:一、相互聯(lián)系的水體;二、水循環(huán)的過程和意義。
相互聯(lián)系的水體這部分的教學目的是將靜態(tài)水的空間分布逐漸引導到動態(tài)水循環(huán)這一重點教學內容上。所以相互聯(lián)系的水體的教學著重點在于確定水圈和存在于地球表面各個空間水體的概念,以及水體三態(tài)(氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài))之間相互關系,這是進一步學習水循環(huán)的前提。這里必須指出其中各種陸地水體的相互轉化由于課程標準沒有具體的要求,因此,這一部分教學內容完全可以設計成作為進一步闡明水循環(huán)這一教學內容的環(huán)節(jié)。如第58頁圖3.2針對圖示可以將其設計成為解釋第59頁活動“黃河下游斷流”問題的教學環(huán)節(jié)。
另外,水循環(huán)的過程和意義教學內容,依據(jù)課程標準要求,學生必須能運用示意圖,即課本第59頁水循環(huán)示意圖,說出水循環(huán)的過程和主要環(huán)節(jié),說明水循環(huán)的地理意義。這里具有三層含義:1.水循環(huán)的內涵以及水循環(huán)所在的空間位置;2.水循環(huán)具體環(huán)節(jié)以及各個環(huán)節(jié)的空間表達形式;3.水循環(huán)、水平衡對地理環(huán)境的影響。因此,根據(jù)課程標準,在教學中“水平衡”概念可以簡單提及與說明,而圍繞水循環(huán)的過程與環(huán)節(jié)是此節(jié)課的重點。
從地理學方面看,水循環(huán)主要體現(xiàn)在圍繞地表附近各個圈層之間的水分運動與交換,這是一個連續(xù)的動態(tài)過程。即我們對水循環(huán)過程的教學,要密切配合自然地理學的地表物質能量交換規(guī)律來進行。由于熱力狀況不同,水圈中的水可以為氣態(tài)、液態(tài)與固態(tài)。在熱力、地心吸引力等多種外力的作用下,地球上的水不斷的運動著并進行著三態(tài)的交替變化。由于受質量守恒定律的支配,水的循環(huán)運動保持著連續(xù)性。因此,它是沒有開始和結尾的巨大動態(tài)系統(tǒng),包含著多種路徑的循環(huán)過程或環(huán)節(jié)。也正是水循環(huán)存在多種路徑或環(huán)節(jié),而每一個路徑與環(huán)節(jié)對于人類社會的存在和發(fā)展都是不可或缺的。因此,如何利用好這些“不可或缺”就成為這一節(jié)課的如何“探究”的關鍵了,也就是說這些“不可或缺”是我們要尋找和創(chuàng)設的“探究問題”的落實處,是布置課堂情景的著眼點,是進行“探究”教學設計的切入點。
2.搭建“探究性”問題的課堂情境與教學環(huán)節(jié)
當確定“探究”教學的切入點后,我們就需要對設計“水循環(huán)”的地理原理及其各環(huán)節(jié)的“不可或缺”進行分析。從水循環(huán)各環(huán)節(jié)對人類社會存在以及發(fā)展影響上尋找“探究”問題,并搭建探究該“問題”的課堂教學情景舞臺,設計圍繞分析和解決“問題”的教學環(huán)節(jié)。與學生一起一邊“探究”,一邊學習新知識。
根據(jù)“水循環(huán)”實際就是水因熱力狀況不同,在水圈中以氣態(tài)、液態(tài)與固態(tài)三態(tài)形式存在并相互轉化。對人類而言,水的這種三態(tài)之間的轉化不僅僅體現(xiàn)在相互間能量流動上,它更大的影響是造成水的時空方面的變化。而水的時空方面改變正是千百年來制衡人類生存與發(fā)展的重要因素。
所以,筆者以西部大開發(fā)為背景,利用“海水西調”工程為話題,以探究“海水西調”的可能性為課堂情景來展開這節(jié)課的教學。
下表是本節(jié)課堂教學環(huán)節(jié)輪廓。
3.各個教學環(huán)節(jié)之間的“轉折鏈”設計
在設計各個教學環(huán)節(jié)過程中,需注意:由于每一環(huán)節(jié)是相對獨立的教學片斷,因此,各個環(huán)節(jié)之間要注重“轉折鏈”的設計,這樣才能使課堂教學過程流暢,課堂整體性強。一般而言,“轉折鏈”有四種形式:“丟包袱”形式、“設問”形式、“邏輯鏈”形式、“質疑問題”形式。
“丟包袱”形式一般用于下環(huán)節(jié)教學內容是上環(huán)節(jié)的基礎,如:從“2”到“3”環(huán)節(jié)的“轉折鏈”可以用“丟包袱”形式――“要知道這一設想是否可行,請我們一起學習下列關于水循環(huán)的知識”;
“設問”形式用于下一環(huán)節(jié)為上一環(huán)節(jié)“解釋”、“解決”或“闡明”某一問題,如:從“3”到“4”環(huán)節(jié)利用“設問”形式――“水運動是水環(huán)境中最為重要的,那么水的運動包含哪些內容呢?”
“邏輯鏈”形式常用在邏輯性強,關聯(lián)性密切的上下教學環(huán)節(jié),如:“6”到“7”環(huán)節(jié)依據(jù)“邏輯鏈”方式――“明確‘海水西調’工程利用和改造水循環(huán)的哪一環(huán)節(jié)?判斷這一工程對我們會產生什么影響?那么,我們必須從人類介入水循環(huán)產生的問題說起”。
“質疑問題”形式的“質疑問題”主要來自學生。它可能出現(xiàn)在教師提供素材與學生日常生活經(jīng)歷存在著巨大的反差,導致學生發(fā)自內心的“質疑”,“質疑”的學生在課堂上向教師提出他的“質疑問題”??梢哉f“質疑問題”是課堂教學的寶貴資源,教師如能把握得恰當,往往會收到意想不到的教學效果。將“質疑問題”用來做教學環(huán)節(jié)的“轉折鏈”,課堂教學同樣會起到良好的效果,如“1”到“2”環(huán)節(jié),對解決水資源空間分配不均,學生通常想法是向資源短缺地區(qū)調淡水資源。但在上述教學環(huán)節(jié)設計中,用“海水西調”工程向我國西部干旱地區(qū)調海水――咸水,學生感覺詫異,并無意流入出“懷疑”,有的學生甚至會當場說:“這怎么可能?”,此時,對于“質疑問題”,教師的回答是:“不忙下結論,先看看這一設想的依據(jù)是什么”。
注重教學環(huán)節(jié)與環(huán)節(jié)之間“轉折鏈”的設計是“探究性”教學方式的重要步驟。需要教師預先估計好學生的學習心理與各方面的狀態(tài),以及對某些問題的反應。當然,“轉折鏈”的設計不只限于一種形式,也可以兩種形式的組合呈現(xiàn)。
四、進行“探究性”教學設計應注意些什么
就教師本身而言,“探究性”教學方式是創(chuàng)設“探究問題”課堂情景從事教學活動的。所以在選擇“探究問題”需要注意以下幾方面問題:
1.“探究問題”情景的選擇可以是圍繞著新知識的所關注的,也可以是圍繞著本節(jié)課程的中心問題。前者如“自然界的水循環(huán)”用的“海水西調可行嗎?”的探究問題,后者如必修1第一章第一節(jié)“宇宙中的地球”可以以“地球上為什么有生命?”為探究問題作為課堂情景;此外,“探究問題”情景內容選擇不能與新知識的傳授相矛盾,應是服務于和有助于新知識的傳授和學生的吸納。
2.某一“探究問題”應盡可能從學生生活經(jīng)歷和社會關注點上選擇,這樣容易激起學生自主學習和探究問題的興趣,容易帶動師生互動和交流;此外,“探究問題”選擇不一定是一些已經(jīng)有了明確結論的“問題”;沒有定論,或是存在多項結論的“探究問題”作為情景背景,課堂氛圍可能更好,如“海水西調”,這樣可以發(fā)揮師生的想象空間和增進彼此的交流。
3.某一“探究問題”作為課堂情境需要始終貫穿,并服務于一章或一節(jié)的課程(不必拘泥于一節(jié)課,如課程需多節(jié)課完成,則注意兩課之間的“轉折鏈”設計),它是某一課程教學單元的載體,這樣的課堂教學主題凸顯、整體突出、體系清晰、結構完整。
4.“探究性”教學方式的課堂主題要明確,環(huán)節(jié)內容安排要合理。環(huán)節(jié)的權重(時間)依據(jù)環(huán)節(jié)在教學內容中的地位分配,但要適當,一般主題環(huán)節(jié)與輔助環(huán)節(jié)比例是約3∶1至2∶1;如“自然界的水循環(huán)”的教學環(huán)節(jié)“4、6、7”主題環(huán)節(jié)與“1、2、3、5、8”輔助環(huán)節(jié)比例。每節(jié)課的教學環(huán)節(jié)不易太多,大小環(huán)節(jié)共在十個以內。注重“轉折鏈”設計,使環(huán)節(jié)之間的轉折過渡要順暢。
總之,“探究性”教學方式能一改以往所謂探究教學的“問題”之間聯(lián)系不緊,授課、學習等教學環(huán)節(jié)松散等問題;它具有:教師容易與學生產生共同的話語;容易吸引學生的注意,拉近師生之間的距離;容易激發(fā)學生探究學習的興趣;容易進行課堂設計,設計出環(huán)環(huán)相扣的教學環(huán)節(jié),并形成良好的課堂氛圍,課堂整體性強;容易達到教學目的,便于課堂組織等優(yōu)點?!疤骄啃浴苯虒W方式不僅注意教學過程知識的傳授與學習,如講授新知識教學環(huán)節(jié);而且該教學方式還很注重學習過程的體驗和探究方法的掌握,如探究問題的課堂探討環(huán)節(jié),更甚者該方式容易在課堂上表達出一種對人文情懷價值觀的認可和對科學探索精神的執(zhí)著,體現(xiàn)地理教育對具有“地理素養(yǎng)”人才培養(yǎng)的追求。
[關鍵詞] 聯(lián)合循環(huán),直流,汽水循環(huán)
中圖分類號:P339 文獻標識碼:A 文章編號:
1前言
提高聯(lián)合循環(huán)的方法有多種方法,在汽機側可以通過提高軸封效率,優(yōu)化汽輪機葉片形式,對于汽水系統(tǒng)則可以采取提高蒸汽參數(shù),采用三壓再熱循環(huán),降低系統(tǒng)管道損耗,而燃機方面則可采取提高進口溫度,減少冷卻風消耗,,優(yōu)化工質流動及葉片形式,燃料預熱等方法來實現(xiàn)。
本文將重點從提高提高蒸汽參數(shù)來提高蒸汽聯(lián)合循環(huán)的效能,特別是提高蒸汽的溫度和壓力。這個參數(shù)的提高只能依靠汽輪機和燃機的性能提高來實現(xiàn),不斷地提高汽輪機的入口溫度需要燃機的排氣溫度超過600度才能保證汽水循環(huán)600度的溫度。聯(lián)合循環(huán)效率從1991年的52%提高到配合西門子H級燃機時的60%的過程。這個發(fā)展通過嚴謹?shù)娜珡S優(yōu)化應用得以實現(xiàn)。
- 把溫度從565度105bar基礎上提高對于余熱鍋爐來講是一個設計挑戰(zhàn),主要原因是溫度高于565度需要對鍋爐的材料選擇特別注意
- 過高的壓力在自然循環(huán)汽包爐上不易維持恒定。
- 高壓蒸汽提高了對給水品質的要求。
西門子的8000H設計已經(jīng)克服了這些障礙并在聯(lián)合循環(huán)效率上獲得了突破。
2.增強型循環(huán)的挑戰(zhàn)
以下將描述如何應對提高參數(shù)來帶來的上述三個技術問題,其中給水品質問題鑒于超超臨界電站鍋爐,在化學水上及凝結水精處理設備上已經(jīng)充分解決了這個問題,這里就不再敷述。
2.1鍋爐材料的影響
增強型循環(huán)的的主要影響是余熱鍋爐特別是高壓過熱器和中壓再熱器部分,為了實現(xiàn)600度的運行溫度及壓力大于170bar, 關鍵部分的設備材料應具有以下能力:
微觀結構在設計溫度下有足夠的蠕變強度
能夠承受蒸汽側的氧化(由鉻成分決定)
足夠的抗疲勞輕度來承受極端的熱力循環(huán)要求。
可承受的設計方案成本。
2.1.1蒸汽側氧化的影響
由于溫度提高帶來的巨大挑戰(zhàn)就是蒸汽側的氧化問題。管道內部的氧化層的傳熱系數(shù)較低,將導致管壁的溫度升高,而溫度的升高將導致金屬材料的強度下降。因此在設計過程中需要考慮足夠的溫度余量。而且適當?shù)母g余量也需要考慮。
氧化率
內部氧化層的形成主要受蒸汽溫度,管道內壁溫度,材料(鉻的成分),晶粒尺寸(特別對于奧氏體)的影響。
蒸汽溫度
對P91材料,溫度的升高將加快氧化層的增長速度。600度以上可以看到氧化層的增長出現(xiàn)了不成比例的快速增長,而這正是增強型循環(huán)的關鍵參數(shù)。這個因素已經(jīng)在不同的電廠應用中獲得確認,并應在設計中予以考慮。
鉻的成分
管道內壁的氧化率由材料中鉻的成分決定。更高的鉻含量會提高抗氧化能力。下圖給出了不同材料氧化增長曲線(基于管道內壁600度)。圖中9%的鉻含量以T91和T92為代表,而根據(jù)報告,P91抗氧化能力要比P92稍好一些。圖中125的鉻鋼是典型的馬氏體材料。
在下圖中當鉻含量大于12%時氧化速度會有明顯的變化,進一步提高鉻含量對于抗氧化能力則不再明顯。低于9%的鉻含量的鋼(也就是P91/T91),抗氧化能力則相對較弱。設計中該因素也應一并考慮。
2.1.2剝蝕
相比于母材,管道內部的氧化層有不同的熱動力屬性。特別是傳熱系數(shù)是不同的。在峰值操作中,也就是啟動或者停機時,會導致氧化層與母材之間的機械應力,在這樣的情況下,氧化層剝落是不可避免的。氧化層的剝落對于機組的汽水循環(huán)有以下主要影響。
在啟停情況下由于剝落導致的固體顆粒腐蝕(此時的應力影響最大)
由于氧化層剝落導致的材料磨蝕。(母材損失,強度下降)。
氧化層的存在可限制母材進一步的氧化。剝落后會產生新的氧化層。周而復始將嚴重影響管壁強度。
基于以上分析,在600度以上高溫下,應考慮鉻含量>12%的管材來降低由于管道內壁氧化皮形成的不利影響。
參考
在日本的電站鍋爐在40000小時的運行后,可以觀察到在T91材質的屏式再熱器管材上嚴重的鱗片分離,開裂,以及剝落,這種剝落發(fā)生在鱗屑的在外表層。
2.2汽包型鍋爐的應用限制
汽包鍋爐
余熱鍋爐中的高壓汽包是決定性的部件來限制啟動速度和負荷變化率,原因是汽包壁厚度大會產生溫度梯度,汽包厚度越大,因熱應力變化導致的疲勞破壞就越容易發(fā)生。
典型的汽包厚度為
初步的計算表明,在160bar下材料的熱應力影響是125bar設計壓力下的8倍。
從熱力學上分析,蒸汽壓力的升高是對汽包爐的另一個限制因素。
自然循環(huán)的水動力來自于蒸發(fā)受熱面與下降管的密度差。由于在180bar到190bar之間密度差異降低,這就限制了自然循環(huán)鍋爐在這個壓力下的使用??紤]到實際運行的可靠性余量,自然循環(huán)鍋爐的壓力限制在大約170bar以下。
3.應對措施
對于上述的問題,在高參數(shù)汽水循環(huán)上采取了以下措施。
要找到高壓過熱器和中壓再熱器最好的材料解決方案,上面提到的影響因素必須在設計中予以考慮。西門子已經(jīng)進行了大量的技術研究,項目的目的就是找到最好的技術解決方案以滿足在歐標及美標市場上余熱鍋爐在600°C 下的需要。對于歐標及美標市場,相應的解決方案也是有差別的。
歐標市場的材料選用
法國瓦盧瑞克工業(yè)集團和德國曼內斯曼鋼管公司的VM12-SHC 可以用在歐標市場,這種材料鉻的含量為12%并被認為是當前解決蠕變,蒸汽側腐蝕,管材疲勞及造價的最好材料,這種材料已經(jīng)在西門子烏爾里奇哈特曼聯(lián)合循環(huán)機組4號機組上采用來應對過熱蒸汽及再熱蒸汽600°C 的高溫。在設計中,生產及安裝中,已經(jīng)獲得了極具價值的經(jīng)驗。截止到2012年8月份,這個電廠等效可利用小時數(shù)已達到12500,并且沒有出現(xiàn)任何相關問題。
美標市場的材料選用
由于VM12-SHC 獲得ASME許可還沒有獲得認證,且需要至少1年的時間,因此這種材料目前還不能用于需要ASME鋼印的設備中,目前還只能用于歐洲市場。在這種情況下,基于烏爾里奇項目的使用經(jīng)驗,新的可行材料的研究正在進行。基于蠕變,汽側氧化,抗疲勞屬性及材料成本的各種復雜研究正在進行評估。一種鉻含量在18~20%的鋼材已經(jīng)被認定為美標市場的最佳解決方案。
3.運行業(yè)績
烏爾里奇哈特曼聯(lián)合循環(huán)電廠是第一個投入商業(yè)運行的凈效率大于60%的的聯(lián)合循環(huán)電廠(SCC5-8000H 1s)。
烏爾里奇聯(lián)合循環(huán)電廠的顯著特點是應用了本生型帶三壓再熱的技術,該電廠是第一個投入商業(yè)運營(連續(xù)可用小時數(shù)為12500,啟動次數(shù)大于330次)的高參數(shù)電廠,燃機排煙溫度625度
主蒸汽參數(shù)~600°C
主蒸汽壓力170bar
再熱蒸汽溫度~600°C
這個整合實現(xiàn)了最大效率的突破。設計理念則是基于經(jīng)過驗證了的F級電廠的大量運行經(jīng)驗。VM12-SHC 材料的應用實現(xiàn)了蠕變,汽側氧化及熱疲勞及成本的最佳解決方案。
就本文所論述,在當前的技術發(fā)展階段,600攝氏度下的直流循環(huán)鍋爐技術已經(jīng)發(fā)展的很完備,在此基礎上60%以上的聯(lián)合循環(huán)效率的燃機聯(lián)合循環(huán)已經(jīng)電廠已經(jīng)通過了長期運行的考驗,而將來在此基礎上,聯(lián)合循環(huán)電廠將通過更多的技術更新,獲得更大的發(fā)展。
關鍵詞:水資源; 規(guī)劃; 給水排水; 循環(huán)利用
Abstract:With the development of urbanization the urban water demand is keeping increasing, meanwhile water pollution becomes more serious. Now there's more and more water resource or water quality-induced water shortage , therefore the traditional or present concept on urban water supply and drainage planning could not satisfy the demand to protect the urban water resource and regional natural water environment. In the paper the new concept on urban water supply and drainage planning is proposed so as to set up the modern urban water and water drainage planning concept and make the basis for realization of energy-saving and emission-reduction and the construction of resource-saving and environmental-friendly city.
Keywords:water resource; planning; water supply and drainage
隨著全球城市化的進程,城市需水量日漸增加,水污染狀況有增無減,水量性缺水也逐漸向資源性與水質性缺水轉變。本文提出城市流域水資源循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃概念,主要是基于對目前現(xiàn)行的城市給水排水專業(yè)規(guī)劃在規(guī)劃理念上一種轉變的探討。
傳統(tǒng)的或現(xiàn)行的城市給水排水專業(yè)規(guī)劃的基本要求是:如何滿足城市生產與生活用水的需求和保證排水快速安全;而城市流域水資源循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃概念是:除保證城市生產與生活用水的需求和安全外,是將一個城市或一個區(qū)域的供水或污水廢水都把它看成是一種資源,而對這種資源進行系統(tǒng)的規(guī)劃,使之合理的進行處理與循環(huán)利用,達到本區(qū)域或本流域的水環(huán)境平衡,保持社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,構筑資源節(jié)約型,環(huán)境友好型城市。
1水資源循環(huán)概念
水是循環(huán)性資源,亦是可以再生的資源。根據(jù)其客觀規(guī)律和循環(huán)的方式,我們可以把它分為自然循環(huán)與社會循環(huán)。
1.1自然水循環(huán)
水在自然界中以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種方式存在,在水圈、大氣圈、巖石圈、生物圈范圍內處于往復不停的循環(huán)運動狀態(tài)中。在太陽輻射和地心引力的作用下,水從海洋蒸發(fā)變成云(水汽),又以雨、雪等方式降落到地面,部分蒸發(fā),部分滲入地下或匯成地下徑流和地表徑流,最終又回歸大海。水的這種周而復始的循環(huán)運動稱為水的自然循環(huán)。
自然水循環(huán)的特點:①自然水循環(huán)是一個相對穩(wěn)定的、而又錯綜復雜的動態(tài)系統(tǒng),不論是大循環(huán)還是小循環(huán),都和氣候、土壤、地質地貌和植被條件等自然因素有關。還受到山塘、水庫等人為因素影響。水資源的質與量及其分布狀況是自然歷史發(fā)展的產物;②在水的自然循環(huán)中,不但存在水量的平衡關系,而且還存在著水質的動態(tài)平衡關系,即水質的可再生性。
在大自然循環(huán)條件下,全球的水量循環(huán)是平衡的。據(jù)近期資料報道,全球的循環(huán)水量為496000Km3。其中,海洋蒸發(fā)水量425000 Km3,陸地(包括陸地水面以及土地)蒸發(fā)水量71000 Km3;全球水分蒸發(fā)水量496000 Km3;海面降雨量385000 Km3,陸地降雨量111000 Km3,全球水分總降雨水量496000 Km3??偨涤晁颗c總蒸發(fā)水量是平衡的。另外,在海域與陸地水量平衡方面,陸地降雨量比陸地蒸發(fā)量多40000 Km3,這部分水量即為入海徑流量。海域水面蒸發(fā)量比海域水面降雨量多40000 Km3,所損失的水量由入海徑流量補充,同樣形成水量平衡。
根據(jù)海水、地表水和地下水的儲水量及其循環(huán)水量,我們不難估算出各種水體的水量循環(huán)關系及其全部交換一次的平均循環(huán)周期時間。一般情況下,大氣中的儲水以及河流水是交換最為活躍的水體,平均交換周期分別為10d和11d。而冰帽和冰川的平均交換周期最為漫長,達8000年/次。
1.2社會水循環(huán)
水的社會循環(huán)是指在水的自然循環(huán)中,人類不斷地利用其中的地下徑流或地表徑流滿足生活與生產活動之需。循環(huán)系統(tǒng)主要由給水系統(tǒng)、用水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)3個子系統(tǒng)組成。給水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)好比是一個城市或區(qū)域的動脈和靜脈,兩者不可偏廢任何一方。給水系統(tǒng)中若過度取水,河流生態(tài)需水量就不能滿足,或者用后的污、廢水不經(jīng)處理或處理不到位都會影響自然水循環(huán)。
1.3社會水循環(huán)與自然水循環(huán)的關系
社會水循環(huán)是自然水循環(huán)的一個附加組成部分,對自然水循環(huán)產生強烈的相互交流作用,不同程度地改變世界上水的循環(huán)運動。開發(fā)利用水資源是人類對水資源時空分布進行干預的直接方式,在人類大興水利帶來巨大生產效益和能源效益的同時,社會水循環(huán)對自然水循環(huán)帶來的負面影響也日益顯現(xiàn)出來。主要表現(xiàn)在以下幾個方面:①水循環(huán)的途徑被改變(時空變化),人工水庫、人工運河、大壩、長距離跨流域引水等水利工程都大規(guī)模地截流水量,改變水循環(huán)的途徑,使下游河段過水量減少,甚至干涸,導致河流對地下水補給量銳減??缌饔虻恼{水,會加大地表水分支流域,水流的分散性增強,有可能影響地表水的更新周期和運動節(jié)律;②水循環(huán)量發(fā)生變化。人類提取的徑流量每年達到全球可更新水資源量的10%左右,顯著地改變了地表河流的入海量,使得不同層次區(qū)域上水循環(huán)量發(fā)生了顯著的變化。③水質的變化,水體經(jīng)過人類用水循環(huán)的干擾后,在水中化學物質的種類和數(shù)量上都有了極大的增加。污染源包括未處理的污水、化學排放物以及農田中沖刷的和滲入地下的農用化學品。
2我國社會水循環(huán)現(xiàn)狀與傳統(tǒng)城市給排水規(guī)劃觀念的反思
目前,我國總體上來看,社會水循環(huán)仍是一種粗放式、單向流的循環(huán)機制。即從流域上游或地下水含水層取水,經(jīng)過用戶一次利用之后,大部分排放至下游水體中。在整個水循環(huán)過程中,水只是一次性得到利用,并沒有形成負反饋機制。全國可開采水資源總量的58%已經(jīng)被使用,工農業(yè)發(fā)展和生活用水的增長全部依靠增加水資源的開采量來得到滿足。但是,這些用于農業(yè),農灌尾水和農田徑流挾帶著大量的化肥、農藥回歸水體,城市用戶產生的大量污水大部分直接排放,不斷地加大了對自然水循環(huán)的干擾,從而造成了兩者之間的尖銳矛盾。
據(jù)預測,全國可開采利用的水資源,不考慮從西南調水,扣除生態(tài)環(huán)境用水后約為8000~9500X108m3,到2050年,全國需水量可能達到7000~8000X108m3,屆時將接近可開采量的極限。到21世紀中葉,預計我國城市污水仍有較大增長,見表1,其中生活污水增長量占據(jù)了總增長量的較大份額。
從表1可以看出,全國未來城市污(廢)水排放量將繼續(xù)增加,屆時城市污水排放的污染物負荷將對城市排水設施提出嚴峻的挑戰(zhàn)。如果不能達到污水處理設施的快速普及和提高處理率、深度及超深度污水處理率、再生回用水應用率,未來水循環(huán)狀況將更加嚴峻。據(jù)此,傳統(tǒng)的城市給水排水規(guī)劃觀念已不能滿足社會水循環(huán)的要求,必須從城市流域水資源循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展的高度來重新思考城市給排水專業(yè)的規(guī)劃理念。
就傳統(tǒng)的城市給水規(guī)劃而言,給水規(guī)劃是以滿足城市用水量要求,保證供水水質為最終目的,常把重點放在尋找水源上。但由于區(qū)域水資源受到污染,或暫時受到污染,水源水質不能滿足城市供水水源的水質標準要求,在一時難以選擇到理想的水源時,許多城市不是如何想辦法治理和防止區(qū)域流域污染,而仍是從源頭、上游取水??偟膩砜?城鎮(zhèn)發(fā)展取水用水一直沿用這樣一種線性思維:從近處取水不足時從上游或周圍地區(qū)調水,用后排放、廢棄;水資源仍不足時,考慮從更遠一些的地方去調水。這種思維方式的流行,促使很多地方建設的引水工程其規(guī)模越來越大,距離越來越遠,而把城市河流變成了天然下水道。這種用水策略越來越依賴城市內陸腹地河流上游地區(qū)水源的可用性。但這種可用性面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。尤其是河流上游地區(qū)的用水增加,而下游地區(qū)可利用水資源量不斷下降,同時水質也在不斷惡化。
這種傳統(tǒng)用水模式的弊端是:①大量的長距離調水工程,帶來日益增長的巨額費用,造成越來越重的財政負擔和水價的上漲;②可供用水量會日益衰減,水質安全問題難以保證;③河流生命將逐步喪失,景觀和地貌會加速改變;④城市和地區(qū)之間的沖突和潛在糾紛會日益增加。
在傳統(tǒng)的排水模式方面,城市排水則是以防止雨洪內澇、排除和處理城市污水、保護城市公共環(huán)境和本區(qū)域流域水質為目的,普遍認為污水是有害的,應盡快排除到城市下游。這種觀念導致的結果往往是保護了局部的生活環(huán)境,危害了廣大流域地區(qū)。這種傳統(tǒng)排水模式的弊端是:①對城市排水規(guī)劃理念的認識不明確,內容過于粗糙,排水規(guī)劃只是簡單地根據(jù)用地規(guī)劃和城市道路規(guī)劃劃分排水區(qū)域,確定排水體制,大致勾勒出排水主干線和污水處理廠的位置,沒有進行必要的區(qū)域水資源方案論證和綜合協(xié)調,缺乏科學合理的方案比較;②傳統(tǒng)城市排水規(guī)劃只局限于單一的排放而不具備水資源循環(huán)利用與持續(xù)發(fā)展的觀念,沒有確立雨水、污水亦是一種資源以及要優(yōu)先利用然后再排放的思想;③局限于本城市或本區(qū)域的排水規(guī)劃,缺乏流域綜合開發(fā)與利用的觀念;④城市排水規(guī)劃與市政污水與雨水處理設施建設缺乏有效的協(xié)調和配合;⑤缺少雨水污水資源化利用的技術配套措施。
總之,在我國傳統(tǒng)的城市給排水規(guī)劃理念中,比較多地受到“改造自然”、“人定勝天”等思想的影響,沒有把人類作為流域內生態(tài)系統(tǒng)的一部分來加以研究和考察,片面地強調滿足人類社會發(fā)展的愿望,以致干擾甚至破壞了流域和區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調和均衡。
3城市可持續(xù)發(fā)展的社會水循環(huán)理念
其實,在流域的城市群中,大多數(shù)城市都是臨水而建,通過若干年的建設與發(fā)展,從城市功能上基本連成一體,一個城市的下游同時是另一個下游城市的上游。作為良好的水環(huán)境并不是局部地域而是整個流域。
在一座城市中,健康的水循環(huán)是要求城市具有完備的給水排水系統(tǒng),既要有安全、可靠的供水系統(tǒng),為居民提供潔凈的飲用水,又要有污水收集、處理、深度凈化、有效利用與排除系統(tǒng)。
如何建立城市可持續(xù)發(fā)展的社會水循環(huán)理念,在與傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)相比,至少在理念上具有以下三個方面的根本性變化。
3.1系統(tǒng)性理念
系統(tǒng)性本來是自然界中事物普遍具有的一種特性,以上講的城市給排水工程,從取水、凈化、到使用排放,其實就是一個完整的系統(tǒng)工程。如果我們用一種系統(tǒng)的思維模式和觀點去重新審視我們的城市排水系統(tǒng),也許會使我們更加接近掌握自然界和人類社會發(fā)展的某些客觀規(guī)律,從而為解決目前城市發(fā)展中所面臨的水危機提供一種更加綜合、可行的策略。而城市流域水資源循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃概念就是將城市水系統(tǒng)作為一個統(tǒng)一的系統(tǒng),從整體上來考慮城市需水、用水、再生循環(huán)、排水以及居民生活條件、食品供應等方面的問題,不再把這些城市發(fā)展所帶來的問題孤立和割裂開來,而是系統(tǒng)地考慮城市流域范圍內的水資源流、營養(yǎng)物質流與能量流的合理分配和持續(xù)發(fā)展。
3.2資源的循環(huán)利用理念
自然界中沒有廢物,各種物質應該都能得到循環(huán)利用。在城市水系統(tǒng)工程中建立資源循環(huán)型是城市給排水系統(tǒng)的一種新的嘗試和努力。它不是傳統(tǒng)城市給排水概念上的一次性利用后排放的單向流,而是變成一種循環(huán)利用的閉環(huán)系統(tǒng)。即將首次利用之后的污水,收集起來進行處理,從而獲取滿足一定使用功能的再生水。這些再生水又通過專門的需配水系統(tǒng),供給城市工業(yè)、市政等用水部門得到重復、循環(huán)地利用。
3.3內在的可持續(xù)性理念
20世紀,我們不斷地修筑水壩,建設引水渠道,實施遠距離輸水工程,以尋求更多的新水源來滿足城市擴張和人口增長的需要。使水環(huán)境越來越退化,水資源越來越短缺,致使城市發(fā)展對周圍環(huán)境的影響和壓力越來越大,社會水循環(huán)已經(jīng)逐漸成為人類社會發(fā)展面臨的一個沉重負擔??沙掷m(xù)的水資源系統(tǒng),它不僅要滿足現(xiàn)代人的需求,而且要滿足未來人的生存需求。它是一個哲學概念,而不是一個確切的存在狀態(tài)。城市給排水系統(tǒng)的可持續(xù)性是現(xiàn)代城市用水系統(tǒng)的內在特性,是人類社會發(fā)展的必然要求,為社會用水健康循環(huán)所必需。
根據(jù)城市水資源可持續(xù)發(fā)展的理念,水資源的利用將由過去的“取水—輸水—用戶—排放”的單向開放型流動,轉變?yōu)椤肮?jié)制性取水—輸水—節(jié)約地用水—再生水循環(huán)”的反饋式循環(huán)流程。
4現(xiàn)代城市流域水資源循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃理念
提出城市流域水資源循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃概念,主要是基于對目前現(xiàn)行的城市給水排水專業(yè)規(guī)劃在規(guī)劃理念上一種轉變的探討,是實現(xiàn)現(xiàn)代城市給排水規(guī)劃概念的關鍵,城市給排水規(guī)劃由傳統(tǒng)觀念向現(xiàn)念轉變可歸納為以下幾個方面:
①從人對自然的索取向人與自然的協(xié)調共生、更有效地利用水資源可再生特性的觀念轉變;②從以需定供,向以供定需轉變;③從以管理出廠水質為主,向管理用戶水質轉變;④從各自為政、各取所需,向資源共享、流域統(tǒng)籌管理轉變;⑤從重常規(guī)處理工藝,向深度強化處理工藝轉變;⑥從開源與節(jié)流并重,向以節(jié)流為先,治污為本,科學開源,綜合利用轉變;⑦從重污水達標排放,向污水資源化利用轉變;⑧從只注重終端處理,向既注重終端處理更注重始端管理轉變;⑨從單純的雨水防洪排澇,向水資源利用角度強化雨水的管理和利用轉變;⑩從傳統(tǒng)管理,向信息化管理,社會化服務,法制化監(jiān)控,多元化投資轉變。
在現(xiàn)代城市供水系統(tǒng)的規(guī)劃與設計中,新的供水規(guī)劃理念是:首先考慮的是任何保護本區(qū)域的流域水源,科學分析流域水源的水量與水環(huán)境容量,全面提高水資源使用效率;在缺水城市和地區(qū),要向當?shù)卣鸵?guī)劃部門提出調整產業(yè)結構及控制用地規(guī)模,限制大耗水工業(yè)的發(fā)展,提高工業(yè)重復用水率;對與城市供水存在一定矛盾的上游農業(yè)區(qū)應積極發(fā)展節(jié)水農業(yè),包括調整種植結構、產業(yè)結構使之與資源條件相匹配并推行節(jié)水灌溉,為下游城市提供豐裕的水資源環(huán)境;在城市用水規(guī)模預測中把工業(yè)節(jié)水指標考慮進去,并使工業(yè)復用水率這一主要節(jié)水控制指標落到實處;城市取水規(guī)劃應立足于依靠本地區(qū)河流的水資源來解決,最大限度地控制遠距離調水,在保證生態(tài)用水量的情況下控制取水規(guī)模。一般認為取水量不超過徑流量的40%是較為合適的;在缺水嚴重的地區(qū),在取水量不得已超過徑流量40%時,必須根據(jù)河流生態(tài)需水的質和量要求,利用再生水補給,增加相應份額的生態(tài)用水量;上游城市的用水和排水不影響下游城市的用水,實現(xiàn)水資源共享,每個城市既需要限制取水的數(shù)量,也要控制排水的數(shù)量和質量,不至于污染下游河段,從而保證整條河流的水資源利用是可持續(xù)的。
這種新的供水規(guī)劃理念的特點:①以流域為單元的水資源統(tǒng)籌利用模式。以流域為單位進行管理符合水資源本身的自然屬性和系統(tǒng)特性,這種新的取水模式強調在每個流域內的用水立足于本流域解決,流域范疇內的用水,做到統(tǒng)籌兼顧上下游城市、人類和河流生態(tài)系統(tǒng)的用水,更大程度地體現(xiàn)了流域水資源的公平性和共享性。②水資源的共享與循環(huán)利用。城市用水的主要水源要在本地區(qū)河流流域內解決,就要求改變一次性用水的直流模式,在城市流域范疇上實現(xiàn)水的利用、再生與循環(huán);③經(jīng)濟、安全的供水系統(tǒng)。本地水資源的可持續(xù)發(fā)展,可以減輕對外流域水資源的依賴性,相應地也就提高了本地用水的可靠程度。同時,新的流域用水模式增強了城市用水的安全性,如果城市實現(xiàn)污水再生循環(huán)利用,在一定程度上可以減輕突發(fā)性自然災害事件所帶來的危害。
在現(xiàn)代城市排水系統(tǒng)的規(guī)劃與設計中,其功能應從以前的防澇減災、防污減災逐步轉向污水和營養(yǎng)物質的再循環(huán),從而恢復良好的水環(huán)境,促進水資源的可持續(xù)利用。從收集、處理、再生和再循環(huán)利用中,既要強調循環(huán)利用物質的數(shù)量,也要重視這些再循環(huán)資源的質量問題。
隨著社會的發(fā)展和環(huán)境意識的增強,我國水污染控制經(jīng)歷了由單一污染源的治理、污水達標排放到區(qū)域綜合防治、總量控制的兩個階段。但其中廢水處理設備運行率、利用率、污染物去除率大部分不高,很多設備沒有發(fā)揮作用。同時對城市污水處理廠的重視也不夠,尤其缺乏污水再生、再循環(huán)的理念。
在新的排水規(guī)劃理念中,首先應該考慮的是如何保護本區(qū)域的流域水源,科學分析流域水源的水環(huán)境容量,根據(jù)地形與地貌,以流域來劃分排水分區(qū),確定排水體制,制定排放標準以及處理工藝路線,提出節(jié)能減排目標,提高水資源使用效率。
在進行城市總體規(guī)劃時,要及時編制區(qū)域水資源規(guī)劃。排水規(guī)劃應改變以往總是服從于總體規(guī)劃,被動地與城市總體布局相配套的工作觀念和工作方式。應主動探索,為總體規(guī)劃提出與區(qū)域水資源規(guī)劃和排水規(guī)劃密切相關的合理化建議,例如,為滿足區(qū)域水資源規(guī)劃要求,在作總體規(guī)劃時,明確提出需要保留的天然水系和滿足排水要求的道路設計與高程設計等;要積極與水利、城市防洪等專業(yè)規(guī)劃配合,合理利用水資源。要樹立流域觀念,打破行政區(qū)劃,站在全流域的高度來考慮城市及區(qū)域排水規(guī)劃;
為了適應現(xiàn)代排水系統(tǒng)功能的變革,現(xiàn)今的城市排水系統(tǒng)將由污水收集系統(tǒng)、污水處理再生系統(tǒng)、再生水供水系統(tǒng)和優(yōu)質處理水排放系統(tǒng)所組成。與傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)相比,它增加了污水再生與回用的內容,提高了污水處理程度,由污水二級處理提高到污水深度處理甚至超深度處理,達到再生水的要求。應對整個城市的功能分區(qū)、工業(yè)分布、排水管網(wǎng)及污水處理現(xiàn)狀等做周密調查,調查現(xiàn)有的和預測潛在的再生水用戶的地理位置及水量與水質要求,并將這種結果反應到專項規(guī)劃中。將污水處理廠視為再生水廠,改變將污水處理廠擺放在城市最下游進行高度集中處理的傳統(tǒng)做法。
在規(guī)劃污水處理廠時應注意:①要近遠期綜合考慮污水再生回用的需要,選擇污水深度處理系統(tǒng),預留污水深度處理發(fā)展用地,使污水處理、深度處理系統(tǒng)和回用系統(tǒng)的總投資之和為最小;②污水廠的選址和數(shù)目。按照傳統(tǒng)規(guī)劃方法,污水處理廠廠址要根據(jù)污染物排放量控制目標、城市布局、受納水體功能及流量等因素來選擇,一般盡可能地安放在河系下游、城市郊區(qū)。但是這種系統(tǒng)布局使污水處理廠遠離再生水用戶,需鋪設的回用水管網(wǎng)費用相應增加,不利于污水的資源化。因此,在確定污水處理廠廠址時,還應對再生水用戶進行調查分析,并根據(jù)再生水量的需求,在城市中適當位置設置若干污水處理廠(再生水廠),收集上游和附近區(qū)域的城市污水,根據(jù)回用水質要求加以處理之后就近回用,使得整個城市形成大、中、小,近、遠期相結合的污水再生廠布局規(guī)劃。這樣,既有利于污水回用,又減輕了城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)的負擔,易于實現(xiàn)分期建設,符合我國國情。③在處理工藝選擇方面,應根據(jù)污水水質和再生水用戶水質的要求,對水處理單元進行多種組合,通過技術經(jīng)濟比較來選擇出經(jīng)濟可行、技術先進的污水處理流程。在滿足出水水質要求各項指標前提下進行經(jīng)濟分析,除要考慮費用與技術等因素外,還應考慮該方案是否有利于實現(xiàn)污水再循環(huán),即在原有技術和經(jīng)濟分析因子的基礎上,增加“污水與物質再循環(huán)適應性”的比較因子。
傳統(tǒng)的城市市政管理為了保證城市安全,都習慣于將雨水當作“洪水猛獸”,以“將地面降雨盡快排入城市雨水管道,快速排入河?!睘槭滓瓌t,忽略了雨水亦是一種寶貴的自然資源這種理念。其實,蓄存、調節(jié)是涵養(yǎng)地下水、補充地表枯水流量的水文循環(huán)規(guī)律。在現(xiàn)代城市中,除了散布在市區(qū)的公園綠地及天然水體外,整個市區(qū)幾乎被一張不透水的大網(wǎng)所籠罩,阻隔了雨水向市區(qū)下部土壤的滲透,截斷了地下水徑流,嚴重影響了城區(qū)雨水的水文循環(huán),造成雨季市區(qū)成災,枯水期小河干枯的局面。目前,許多國家都非常重視雨水的收集與利用,在我國的缺水地區(qū)已開始考慮利用雨水,但還沒有被人們普遍接受。合理地收集、蓄存、調節(jié)和利用,對改善市區(qū)的氣候環(huán)境,削減城市流域洪峰,降低城市面污染對城市流域的影響都是十分有利的。充分利用雨水資源,主要應考慮以下內容:①要科學合理地推導適合城市發(fā)展的暴雨強度計算公式,采取合理的截留滲透措施,加大地下滲入量,減少地表排放量;②選擇適當?shù)呐潘畼藴?在保證城市防洪安全的前提下,采取必要的防洪措施。③提高河道的除澇標準,確保雨水排入河道時不受頂托;④合理規(guī)劃建造城市雨水蓄水和修復處理設施,將雨水收集與回用有機結合;⑤盡量采用雨污分流排水體制,降低城市流域水體的污染。
5結束語
城市流域水資源循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃的研究,目的是在傳統(tǒng)的城市給水排水專業(yè)規(guī)劃的基礎之上,提出一些新的城市給水排水規(guī)劃理念。在當今人類面臨越來越嚴重的水危機情況下,采取更多的城市流域水資源循環(huán)利用的措施,為構建“資源節(jié)約型,環(huán)境友好型”城市打下良好基礎,讓人類和社會得以更好地可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻:
[1] 王西琴.河流生態(tài)需水理論、方法與應用.
[2] 任伯幟等.水資源利用與保護.
例1 (2015年全國新課標文綜卷Ⅰ) 雨水花園是一種模仿自然界雨水匯集、滲漏而建設的淺凹綠地,主要用于匯聚并吸收來自屋頂或地面的雨水,并通過植物及各填充層的綜合作用使?jié)B漏的雨水得到凈化。凈化后的雨水不僅可以補給地下水,也可以作為城市景觀用水、廁所用水等。圖1示意雨水花園結構。讀圖,完成(1)~(3)題。
(1)鋪設樹皮覆蓋層的主要目的是( )
A.為植物提供養(yǎng)分
B.控制雨水滲漏速度
C.吸附雨水污染物
D.保持土壤水分
(2)對下滲雨水凈化起主要作用的填充層是( )
A.樹皮覆蓋層和種植土層
B.種植土層和砂層
C.砂層和礫石層
D.樹皮覆蓋層和礫石層
(3)雨水花園的核心功能是( )
A.提供園林觀賞景觀
B.保護生物多樣性
C.控制雨洪和利用雨水
D.調節(jié)局地小氣候
【解題思路】 2015年4月2日,國家“海綿城市”試點建設城市名單公布,一時成為熱點。雨水花園是海綿城市的一種形態(tài)。
第(1)題,雨水花園的主要功能是促進雨水下滲、控制雨洪,鋪設樹皮覆蓋層增加了土壤的水分,避免土壤過于干燥而板結。另一方面,也可保證植被的生長。因此,通過圖1可發(fā)現(xiàn),該模式的底部為砂層和礫石層,鋪設此層利于讓經(jīng)過上層土層處理的雨水下滲,并把滲下的雨水導出流走。同時,為保證地表植物生長,又必須保持土壤合適的水分條件,覆蓋樹皮可達到此目的。
第(2)題,問的是對下滲雨水凈化起主要作用的填充層,“鋪設樹皮”,在第一問說了是保持土壤水分,所以可以排除。因此答案在B、C之間。土層、砂層、礫石層,哪個是主要凈化雨水的?三者的差別就在顆粒物大?。侯w粒物越大,留有的空隙也就越大,顆粒物越小,空隙也就越小。這就好像家里的水槽網(wǎng),肯定是空隙越小,越能阻擋雜物、凈化水質。由此可見,種植土層和砂層可對雨水起到過濾作用,達到在一定程度上凈化雨水的作用。故B正確。
第(3)題,雨水花園的核心功能是什么?根據(jù)雨水花園概念前半句“雨水匯集、滲漏”“匯聚并吸收來自屋頂或地面的雨水”,可見其有控制雨洪的功能;根據(jù)后半句“凈化后的雨水不僅可以補給地下水,也可以作為城市景觀用水、廁所用水等”,可知其有凈化雨水、利用雨水的功能。這樣就減少了地表徑流,起到有效降低暴雨后城市內澇的頻率和程度。故C正確。
【名師點睛】 該題以雨水花園結構示意圖為材料,考查了水循環(huán)和水資源利用這一考點。讀材料時要把握關鍵詞,并提煉出的幾個關鍵詞:雨水花園、匯水、下滲、凈水來分析。通過對材料的整體分析,可以看出考查的主干知識是“水循環(huán)的過程和主要環(huán)節(jié),及水循環(huán)的地理意義”。分析水循環(huán)中蒸發(fā)、下滲、地表徑流等主要環(huán)節(jié)的發(fā)生過程及其地理意義,探討水循環(huán)的有關地理原理規(guī)律對生活實踐的指導意義。
【答案】 (1)D (2)B (3)C
例2 (2015年江蘇地理卷,雙選) 2011年日本大地震導致的核泄漏已經(jīng)影響到多個國家。據(jù)此回答(1)~(2)題。
(1)核泄漏物質隨洋流擴散,下列國家受其影響較大的可能是( )
A.加拿大 [WB]B.馬來西亞
C.墨西哥 D.阿根廷
(2)上述國家受影響海域,夏季表層海水等溫線與下列示意圖相符的是( )
【解題思路】 第(1)題,2011年日本大地震導致的核泄漏,受洋流的影響,其污染的范圍進一步擴大:結合世界洋流分布圖,核泄漏物質首先隨北太平洋暖流向東擴散,來到北美洲西側太平洋沿岸,然后隨向南流的加利福尼亞寒流主要影響美國、墨西哥;隨向北流的阿拉斯加暖流影響加拿大及美國的阿拉斯加地區(qū),故答案選AC。
第(2)題,加拿大西海岸緯度較高,水溫較低,洋流為阿拉斯加暖流,結合表層海水等溫線凸向即洋流流向這一規(guī)律,可判定等溫線向北凸出,對應選項C;同理,墨西哥西海岸緯度較低,水溫較高,洋流為加利福尼亞寒流,可判定等溫線向南凸出,對應選項D,故選CD。
【名師點睛】 本題組以2011年日本大地震導致的核泄漏話題為切入點,考查世界洋流分布規(guī)律、洋流對地理環(huán)境的影響,讓學生分析洋流對海洋環(huán)境污染的影響、洋流流經(jīng)地區(qū)水溫分布特征。第(1)題具體考查洋流對海洋環(huán)境污染的影響,解答此題的關鍵是記住洋流的分布規(guī)律和流動方向。第(2)題具體考查洋流流經(jīng)地區(qū)水溫分布特征,解答該題有兩個關鍵點:一是洋流所處的地理位置,決定水溫高低;二是洋流的性質,決定等溫線的彎曲方向。
【答案】 (1)AC (2)CD
二、解題準備
1.水循環(huán)的主要類型、環(huán)節(jié)和特點。
類型發(fā)生領域主要環(huán)節(jié)及示意圖特點例證
海陸間循環(huán) 海洋和陸地外流區(qū)之間
最重要的循環(huán),又稱大循環(huán)。使陸地水得到補充,水資源得以再生
長江參與了海陸間循環(huán)的地表徑流輸送,夏季風參與了水汽輸送
陸地內循環(huán) 陸地上(內、外流區(qū)兼有)循環(huán)水量少,但對干旱地區(qū)非常重要塔里木河流域的降水
海上內循環(huán) 海洋上
循環(huán)水量最大,對全球的熱量輸送有著重要意義海洋上的狂風暴雨
2.人類活動對水循環(huán)各環(huán)節(jié)的影響。
(1)改變地表徑流――最主要的影響方式。人類的引河湖水灌溉、修建水庫、跨流域調水、填河改陸、圍湖造田等一系列針對河流、湖泊的活動,極大地改變了地表徑流的自然分布狀態(tài)。
(2)影響地下徑流。人類對地下水資源的開發(fā)利用、局部地區(qū)的地下工程建設都不可避免地對地下徑流產生影響,如雨季對地下水的人工回灌,抽取地下水灌溉,城市地下鐵路的修建破壞地質結構、改變地下水的滲流方向等。
(3)影響局地大氣降水。如人工降雨。
(4)影響蒸發(fā)。如植樹造林、修建水庫可以增加局部地區(qū)的水汽供應量。
3.水資源相關問題的分析。
(1)水資源豐歉程度的指標是多年平均徑流量,其大小受下列因素影響:如圖3所示。
(2)水資源利用的突出問題――水資源短缺,可按如下思路分析:如圖4。
4.洋流模式圖。
近地面風和大氣運動是洋流形成的主要動力,因此洋流的分布與氣壓帶和風帶的分布密切相關。具體如圖5所示。
[TPh84.TIF,BP][TS(][JZ][HT5"H]圖5
記憶技巧:在記憶世界各洋流的分布時,可把洋流模式想象成分數(shù)式“8[]0”:中間分數(shù)線為赤道,分子“8”,按筆順代表北半球大洋環(huán)流及洋流流向;分母“0”,按筆順代表南半球大洋環(huán)流及洋流流向(南半球中高緯度沒有形成環(huán)流)。
5.全球洋流的分布規(guī)律。
全球洋流的分布規(guī)律大體可分為幾個區(qū)域:中低緯度海區(qū)、北半球中高緯度海區(qū)、北印度洋海區(qū)及南極洲周圍(40°S~60°S附近)海區(qū),各海區(qū)具體規(guī)律如下。
環(huán)流系統(tǒng)海區(qū)模式
以副熱帶海區(qū)為中心的副熱帶環(huán)流(北半球順時針,南半球逆時針)中低緯度海區(qū)(除北印度洋海區(qū))
以副極地海區(qū)為中心的副極地環(huán)流(逆時針)北半球中高緯度海區(qū)
北印度洋季風環(huán)流(夏季順時針,冬季逆時針)北印度洋海區(qū)
西風漂流40°S~60°S附近環(huán)流
6.洋流對地理環(huán)境的影響。
[HT6][HJ*3]
環(huán)境類型影響
氣候促進高、低緯度間熱量和水分的輸送和交換,調節(jié)全球熱量和水分平衡;暖流增溫增濕,寒流降溫減濕
海洋生物(1)寒、暖流交匯形成的漁場:紐芬蘭漁場和日本的北海道漁場;(2)上升流海域形成的漁場:秘魯漁場
海洋航行(1)順洋流航行可節(jié)約燃料,加快速度;(2)寒、暖流相遇形成的海霧,對海上航行不利;(3)洋流攜帶的冰山對海上航運有較大威脅
海洋污染加快凈化速度;擴大污染范圍
三、命題預測
綜合分析近幾年的高考命題,可知對地球上水體運動的考查有以下幾種類型。
1.“水循環(huán)各環(huán)節(jié)的構成、陸地水體間轉換的方式”是常見命題點。常見考查方式:以圖文材料為背景,側重考查河湖的補給類型,河流的水文特征,水系特征、成因以及河流、湖泊與人類活動的關系。考查角度為:以陸地水體之間的關系網(wǎng)絡圖或區(qū)域圖為背景,考查對陸地水體關系及相關地理環(huán)境要素的影響的認知與分析能力;以區(qū)域流域圖、河流流量圖為載體,考查河流的水文特征分析,或以某一河流圖為載體,比較不同河段水文特征的變化或差異。[HJ1.6mm]
2.“世界洋流的分布規(guī)律及其對地理環(huán)境的影響”是高考熱衷的命題點。常見的考查方式:以模式圖、文字材料、海陸分布圖或海陸分布局部區(qū)域圖為背景,或以熱點事件為命題情境,考查學生對洋流分布規(guī)律、洋流對地理環(huán)境和人類活動的影響的認知與分析能力。
由此可見,2016年高考對此內容的考查側重獲取和解讀信息的能力,以及運用相關原理、規(guī)律闡釋事物的能力。具體會考查水循環(huán)的類型、作用及人類活動施加的影響和洋流及其對地理環(huán)境的影響。
四、能力測試
(原創(chuàng)) [HTK]水資源問題是全球面臨的一個重要問題,是最嚴峻和最緊迫的問題之一,有些學者認為,可能比全球變暖和其他的一些問題還要急迫。結合圖6,回答1~3題。
1.對兩國缺水原因,敘述正確的是( )
A.兩國經(jīng)濟以農業(yè)為主,用水量大
B.兩國降水稀少
C.國土面積小,地表水、地下水存儲的條件差
D.河流眾多,但污染嚴重,不能利用
2.加強雨水收集,是解決城市缺水的一項重要措施。下列城市雨水利用流程工程占地少、效率高,處理后的雨水利用達到90%以上,圖7所示系統(tǒng)適用于上述國家中的( )
A.甲國 B.乙國
C.兩國都可以 D.兩國都不可以
3.為解決淡水供給不足問題,現(xiàn)階段兩國可以采取的措施是( )
A.引用海水
B.國內跨流域調水
C.人工降水
D.利用科技,循環(huán)用水
(改編) 圖8為局部海區(qū)大洋環(huán)流示意圖。讀圖,完成4~5題。
4.依圖中信息推斷,此時所處的季節(jié)最有可能是( )
A.春季 B.夏季
C.秋季 D.冬季
5.對沿岸氣候起到降溫減濕作用的洋流是( )
A.① B.②
C.③ D.④
(改編) [HTK]圖9示意某沿海地區(qū)甲洋流流經(jīng)區(qū)域等溫線T1和T2的分布狀況。讀圖,回答6~7題。
6.若甲洋流所處的緯度是30°,下列洋流中能與其構成完整洋流系統(tǒng)的是( )
①本格拉寒流 ②千島寒流 ③秘魯寒流④西風漂流 ⑤南赤道暖流 ⑥東澳大利亞暖流 ⑦阿拉斯加暖流 ⑧巴西暖流 ⑨北太平洋暖流
A.甲②⑨①
B.⑧①⑤甲
C.③甲⑦②
D.⑥④甲⑤
7.若甲洋流的性質屬于暖流,則甲洋流的地理位置在( )
A.(10°W,61°N) B.(150°W,4°S)
C.(157°E,28°S) D.(143°E,32°N)
[HTK](原創(chuàng)) 8.目前,能不能利用南極的冰山解決沙特阿拉伯的缺水問題?這是很多科學家都在探討的一個問題。很多科學家曾提出過運輸冰山形式水的構想,并提出用船的動力和洋流將南極冰山拖至阿拉伯半島,路線如圖10所示。結合圖10,回答下列問題。
[TPh95.TIF,BP][TS(][JZ][HT5"H]圖10
(1)試從氣候角度分析圖中甲、乙兩地景觀的成因。
(2)試判定冰山運輸?shù)暮线m季節(jié),并描述圖中路線經(jīng)過的洋流名稱。
(3)試分析該做法對南極的影響。
【參考答案及解析】
1.C 甲為卡塔爾,年降水量小,河流稀少;乙為新加坡,年降水量大,河流較多。兩國都為經(jīng)濟發(fā)達國家,水資源消耗量大,但兩國國土面積小,地表水、地下水存儲的條件差,致使水資源缺乏,故選C。
2.B 該系統(tǒng)適用于降水量較多的城市,故選用于乙國,故選B。
3.D 兩國均為發(fā)達國家,科技發(fā)達,可加大科技投入,實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用,故選D。
4.B 北印度洋海區(qū)洋流為自西向東流,為夏季,故選B。
5.D 對沿岸氣候起到降溫減濕作用的是寒流,④為西澳大利亞寒流,故選D。
6.D 根據(jù)洋流流經(jīng)地區(qū)等溫線的凸出方向就是洋流流向,再結合“甲洋流所處的緯度是30°”這一信息可以判定,該洋流位于南半球中低緯度大洋東岸(或大陸西部沿海),再調運南半球的大洋環(huán)流分布知識即可作答。
7.A 根據(jù)圖中的海陸位置、洋流性質及流向可以判定,其位置在北半球中高緯度的大洋東岸。
8.(1)甲地常年受副熱帶高氣壓控制,全年炎熱干燥,盛行下沉氣流,降水稀少,形成了典型的荒漠景觀;乙地常年受極地高壓控制,盛行正常氣流,降水稀少,但因為終年嚴寒,降水多以固體形式出現(xiàn),而且不易融化,經(jīng)年積累,形成厚厚的冰川。
1 微課的含義和特征
就微課的含義來說,它和傳統(tǒng)教學課堂教學模式有著本質上的不同,主要立足于地理的微觀角度進行教學。目前,世界教學學者對于微課還沒有明確統(tǒng)一的定義,因為研究人員領域和階段的不同,對于微課的理解也會存在本質上的差異。
就微課的特征來說。首先微課具有微小型,雖然各學者對于微課在宏觀層面上的特征理解較為統(tǒng)一。其中微主要是指微小,它和傳統(tǒng)的課堂比起來,所需要的時間更少。課主要是指應用一定的教學形式來達到教學目的的一種方式,屬于一種教學過程或者教學自原因。實踐過程中,教師經(jīng)常應用模塊化或者課程內容分解的方式,在極少的時間內,讓教學目標能夠可視化和清晰化,這種模式和過去的教學模式相比,能夠讓教學重點更加明顯,學生的對課堂的注意力也會更加集中。其次,微課具有多元性,教師可以應用多媒體技術,在課堂中充分使用視頻或者音頻等教學技術。另外微課主要以互聯(lián)網(wǎng)技術為基礎,主要根據(jù)看視頻或者聽音頻的方式,另外教師可以應用微課將視頻和音頻復制給學生,且這些資源能夠重復觀看,能夠幫助學生對教學重難點進行充分掌握和理解。高中地理其理論和實踐結合性較強,如果學生想象力不足,很能對于這些理論性的知識加以理解。在應用微課之后,可以通過技術來形象展示和模擬地理知識,從而促進學生的學習效率。最后,微課具有趣味性,過去的課堂教學中,教師負責通過語言講授知識,教學的效果完全靠教師的語言表達能力和學生的專注程度,部分教學語言枯燥無味,學生難以提高興趣,缺乏學習動力。采用微課教學方式之后,學生在主動學習地理知識的過程中可以小組合作學習,學習的過程中不僅競爭激烈,而且趣味不斷,主動性和積極性能夠充分調動起來了。
2 微課在高中地理教學中的應用分析
采用微課能夠讓教學內容和教學形式更加豐富,從而讓學生對教學大綱中的教學內容有效掌握。首先,微課具有可行性,微課需要教師發(fā)揮學生的主導作用,不斷完善教學模式并更新知識體系,能夠針對不同層次的學生因材施教,并為學生自我學習和提高提供技術支持。其次,微課充分分析了學生的學習能力,學生保持最佳狀態(tài)的注意力是一定時間限制的,在學習之后必須要通過休息來恢復精力,高中學生在對知識的理解和自學能力上達到峰值。微課正可以為學生提供自我學習的平臺,學生在理解和掌握重難點中更加方便。最后,微課針對不同學習能力層次的學生,針對差生,微課能著重講解知識結構并分析知識點,對于優(yōu)生來說,微課注重提高學生學習能力并完善學習思路。微課主要在以下幾個方面進行應用。
2.1 應用于新課導入預習,學生能夠更加充分的掌握地理知識
高中地理知識較為繁瑣雜碎,涉及到很多人文地理和自然地理,除了少部分知識需要理解掌握外,大多數(shù)在知識需要記憶。在導入預習環(huán)節(jié)應用微課,能夠讓學生全身心投入到學習狀態(tài),并初步認識所學內容。在高中地理課堂教學中教師可以在微視頻中加入需要學生的教學內容,學生在預習教材后再觀看微視頻,從而將所學內容聯(lián)系起來,做好課堂準備。另外,采用微課視頻能夠將學生的課余時間有效的利用起來,并騰出大量時間來學掌握課堂知識。在學習河流地貌的過程中,學生很難對河流侵蝕地貌和堆積地貌加以區(qū)分,對兩者的地貌類型和形成原因難以理解,如果只閱讀教材的話,學生難以對這些知識進行掌握,其地理知識結構也難以達到完整化和系統(tǒng)化。教師可以在微視頻中加以一些圖片,讓學生明白,河流在流動過程中會沖擊旁邊的地表,達到侵蝕效果,從而形成侵蝕地貌;而被河流攜裹的泥土會在河流流動速度減慢時沉積在附近,從而形成堆積地貌,這樣學生能夠對兩種地貌的概念有個大致影響,課堂學習中將會更加容易。
2.2 應用于重難點中,學生能夠更加容易的理解地理知識
高中地理有較多的重點和難點,教師在對這些知識點進行講解的過程中,可能難以對其表達出來,學生也難以通過有限的想象力加以理解,這種機械枯燥的教學方法會導致課堂氛圍乏味沉悶,學生的學習興趣被抑制,從而喪失了地理學習主動性。因此教師為了提高教學效果,可以采用微課,將重難點通過視頻內容形象生動的展示出來,將需要想象和理解的文字通過可視性的視頻和動畫展示,學生對地理知識能夠有更深的印象和理解。另外針對疑難問題,可以在微課中對其重點闡釋,從而幫助學生提高學習效果。例如在學習自然界的水循環(huán)過程中,學生對水循環(huán)的形成過程、類型以及水體之間的補給關系難以理解,教師可以在微課中知足水循環(huán)的動畫,將難以理解的水循環(huán)示意圖通過動畫展示出來,學生會有形象和直觀的學習體驗。通過觀看微視頻,學生充分了解到海上循環(huán)、陸地循環(huán)和海陸循環(huán)是水循環(huán)的三種形式,并掌握住自然界水體轉換的整個過程。
2.3 延伸拓展,學生對地理知識的學習更加具有整體性
學生在高一地理學習過程中認為地理較為容易,然而在分科之后就對地理知識很難理解了,著其實是地理學習由易到難的一個過程。在高二、高三學習中,學生不僅需要對知識進行理解記憶,還要學會對其靈活應用。所以,教師可以應用微課視頻對知識加以拓展延伸,應用具有多樣性的問題方式,面對不同層次的學生,讓他們都有所收獲,從而滿足學生的學習需求,差生能夠基本掌握課本知識,中等生能夠查漏補缺,優(yōu)生能夠延伸知識并有更深層次的理解。例如在對《交通運輸布局變換的影響》這一課進行學習的過程中,教師可以應用微課視頻,針對個別實際案例,設計問題。學生會掌握到鐵路運輸也是影響聚落空間形態(tài)形成的一個重要因素。教師可以在微視頻中向學生展示北京商業(yè)網(wǎng)點的分布,為領悟能力強的學生提供知識延伸的機會,中等生則可以通過反復觀看視頻來對交通運輸線對聚落空間形態(tài)的影響能加強理解。