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【關(guān)鍵詞】水土流失 黃土高原 原因
一、引言
隴東黃土高原丘陵溝壑區(qū),是鄂爾多斯地臺(tái)上的一個(gè)典型區(qū)。該黃土堆積區(qū),溝壑縱橫,地形復(fù)雜,氣候特殊,降水稀少而且分布不均,加之人為的不合理利用,導(dǎo)致該區(qū)水土流失極為嚴(yán)重。
隴東黃土高原現(xiàn)存的三個(gè)面積較大的塬面――董志塬、棗勝塬、長(zhǎng)武塬的面積均明顯縮減。嚴(yán)重的水土流失產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害:第一,造成了農(nóng)田的跑水、跑土、跑肥,導(dǎo)致土壤肥力下降,形成“三跑田”;第二,大量的泥沙被沖入河流,淤積河床,而且還加大了黃河下游的含沙量;第三,水土流失對(duì)該區(qū)的生態(tài)環(huán)境、居民日常生活都帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。因而研究水土流失的現(xiàn)狀,探討水土流失的防治措施,是有現(xiàn)實(shí)意義的。
二、氣候
該區(qū)屬溫帶季風(fēng)氣候,具有明顯的大陸性氣候特征。各氣候要素從東南向西北遞減或遞增,同時(shí)兼具垂直氣候變化特點(diǎn)。該區(qū)大部分氣候干燥,旱災(zāi)頻繁;降水稀少,且分布不均勻;冷熱季節(jié)明顯,氣溫溫差大,日照時(shí)數(shù)較長(zhǎng)。
(一)光照
該區(qū)光照充足,太陽(yáng)年總輻射為460.5―586.2千焦/厘米2,年日照時(shí)數(shù)1600―2700小時(shí),作物生長(zhǎng)期日照時(shí)數(shù)1300―2100小時(shí),大于0℃的有效輻射在188.4―211.9千焦/厘米2。
(二)溫度
該區(qū)屬于暖溫帶,但是由于海拔較高,大部分地區(qū)實(shí)際溫度低于同緯度地區(qū),年均溫在4.0―11℃。隨海拔變化,氣溫呈遞減趨勢(shì)。在大部分地區(qū),年均溫在8.0℃以上,六盤山區(qū)年均溫在4.0℃左右。冬春時(shí)節(jié)多大風(fēng)天氣,氣溫隨之降低。
(三)降水
該區(qū)年降水量為184―637mm,而且在時(shí)間和空間上分布都極不均勻。具體分為兩點(diǎn):①空間上,由東南向西北呈規(guī)律性遞減,但是沿河谷、川道向山地隨海拔升高而呈增高趨勢(shì)。年均相對(duì)濕度在46%―71%之間,變化規(guī)律與降水量變化規(guī)律一致。而干燥度則是由東南向西北遞增,在0.7℃―3℃之間。根據(jù)該區(qū)氣溫和降水變化規(guī)律,可以將全區(qū)由南到北劃分為半濕潤(rùn)、半干旱、干旱三個(gè)地帶性氣候區(qū)。②時(shí)間上,該區(qū)年內(nèi)分配不均,冬季降水量很少,僅占年內(nèi)降水量的1%―3%,而7―9月降水量占到51%―68%。通過(guò)對(duì)平?jīng)黾埛粶狭饔?995―2003年的降水資料分析,該區(qū)平均年降水量為529.6mm,降水集中在6―9月,占全年的71.5%。年降水量變差系數(shù)為0.21,偏差系數(shù)為0.357。
(四)植被
該區(qū)處于農(nóng)牧交錯(cuò)地帶,地表景觀主要為稀疏草原。由南向北隨氣候條件的變化呈現(xiàn)為森林草原帶、草原帶、荒漠草原帶。天然林植被較少,分布零散,且多為旱生型和中生型,主要分布在隴山和子午嶺等部分地區(qū)。大部分地區(qū)為近年來(lái)新植的人工林,面積較小,次生林造林率還較低。本區(qū)植被稀少,與水土流失嚴(yán)重有很大的關(guān)系。大部分地區(qū)已經(jīng)草原化,主要樹(shù)種有遼東櫟、白樺、山楊等,灌木有檸條、枸杞、黃薔薇等;草本植物有本氏羽茅、閉穗、白草及蒿類。
(五)土壤特性
本區(qū)的土壤類型主要為黃土。黃土有著自己特有的性狀和特征,在土壤中明顯有別于其他土壤。黃土在該區(qū)的特性主要表現(xiàn)有:①黃土具有多孔性和多洞性,孔隙度大,在40%―50%之間,具有很強(qiáng)的吸水和透水能力,故有“海綿體”之稱;②黃土的透水性在連綿陰雨的情況下,有所增大,每小時(shí)每平方米面積可達(dá)2cm3;③黃土垂直發(fā)育,具有明顯的垂直節(jié)理;④黃土具有沉陷性,由于黃土中含有大量的可溶性鹽類,因而使黃土遇水不斷地失陷、崩塌。
三、水土流失的原因及危害
水土流失的成因既有自然原因,也有人為原因。在氣候、地形、土壤、植被等自然因子和人類不合理開(kāi)發(fā)等人為因素的交織下,該區(qū)水土流失日趨嚴(yán)重。在自然因子中,黃土的性質(zhì)和特殊的氣候是主要因子;在人為因素中,過(guò)度墾殖和濫牧濫樵是主要的因素。具體可以在兩個(gè)大方面來(lái)看,在自然方面:①表層土壤多為黃土和沙地,由于黃土性狀特殊,易導(dǎo)致溝頭延伸,溝岸擴(kuò)張;沙地松散、植被稀疏、干旱少雨等,都使得黃土極易被侵蝕;②該區(qū)大部分地區(qū),溝深坡陡,地面起伏大,也易導(dǎo)致水土流失;③植被稀疏,覆蓋率低,而且降雨集中在7―9月,多暴雨、強(qiáng)度大,是造成侵蝕的直接原因。 在人為方面:①不合理的土地利用,陡坡開(kāi)荒,亂砍濫伐森林,加劇了人地之間的矛盾,形成惡性循環(huán);②工礦建設(shè)與油田開(kāi)采、傳統(tǒng)的生產(chǎn)觀念等,都是其原因。特別在畜牧業(yè)中,傳統(tǒng)的養(yǎng)畜觀念和習(xí)慣盛行,導(dǎo)致采食過(guò)度,踐踏嚴(yán)重。現(xiàn)在該區(qū)植被覆蓋率不足10%,而且破壞嚴(yán)重;③農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理,種植業(yè)比重高達(dá)65%,林牧業(yè)脆弱。
隴東地區(qū)水土流失由來(lái)已久,其危害和后果主要有:①流失地區(qū)生產(chǎn)力下降,導(dǎo)致貧困,加劇了人地矛盾,水土流失使土地肥力下降,農(nóng)業(yè)用地面積減少,是其客觀直接原因;②淤積下游河道,引發(fā)水旱災(zāi)害;③嚴(yán)重危害工況、交通、城市安全,影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn);④導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)惡化,環(huán)境問(wèn)題突出,破壞生態(tài)平衡,自然承載力下降。
【參考文獻(xiàn)】
1 概念
黃土地貌:發(fā)育在第四紀(jì)黃土(或黃土狀土)地層中的各種地貌形態(tài)的總稱,具有一系列自己特有的特征。
黃土高原:黃土高原在中國(guó)北方地區(qū)與西北地區(qū)的交界處。它東起太行山,西至烏鞘嶺,南連秦嶺,北抵長(zhǎng)城。面積40萬(wàn)km2。占世界黃土分布70%,為世界最大的黃土堆積區(qū)。黃土厚50~80m。
2 黃土高原的現(xiàn)狀
2.1 黃土高原地貌現(xiàn)狀
中國(guó)黃土高原素有“千溝萬(wàn)壑”之稱,多數(shù)地區(qū)的溝谷密度在3~5km/km2以上,最大達(dá)10km/km2。溝谷下切深度為 50~100m。溝谷面積一般占流域面積的30%~50%,有的地區(qū)達(dá)到60%以上,將地面切割為支離破碎景觀。
2.2 黃土高原的水土現(xiàn)狀
我國(guó)黃土高原地區(qū)本身自然環(huán)境脆弱,加上長(zhǎng)期以來(lái)土地利用不合理,植被受破壞,水土流失嚴(yán)重。黃土高原植被從古代到今天的巨大變化,更主要是受人類活動(dòng)影響,總的趨勢(shì)是面積越來(lái)越小,植被的結(jié)構(gòu)也漸趨簡(jiǎn)單化。
2.3 黃土高原自然地理特征
黃土高原是我國(guó)獨(dú)特的地理區(qū)域,它在地理上有如下顯著的特征。
2.3.1 溝多坡陡、地形起伏破碎。黃土高原黃土深厚,疏松多孔。受長(zhǎng)期內(nèi)外合力的作用,地表剝蝕切割嚴(yán)重,支離破碎,溝壑縱橫。
2.3.2 氣候差異比較大。黃土高原氣候受系統(tǒng)中巖石圈和大氣圈相互影響。大氣系統(tǒng)中降水量具有很明顯的地域和季節(jié)性,降水年際變率大,時(shí)間變化上降水呈減少趨勢(shì)。就氣溫來(lái)看,黃土高原具有冬寒夏熱、寒暑變化劇烈的大陸性氣候特點(diǎn)。
2.3.3 水資源缺乏,供需矛盾突出。在干旱半干旱的黃土高原地區(qū),降水稀少,蒸發(fā)旺盛,水面蒸發(fā)是降水的2倍多,而且降水集中,水資源供求矛盾日益突出。
2.3.4 山地丘陵面積大。黃土高原地區(qū)土地以丘陵山地為主,約占整個(gè)地區(qū)的80%,而河谷平川只占土地總面積的20%。這種起伏的地貌構(gòu)造不適合農(nóng)耕。
2.3.5 植被覆蓋率低。在黃土高原上,30%~40%左右的地方都是荒山禿嶺,給人留下滿目瘡痍的景象。人工草地很少,有的地方由于過(guò)墾山坡,表土流失嚴(yán)重,顯露出基巖。
黃土高原獨(dú)特的地理特征和一些人為因素共同造成了黃土高原水土流失強(qiáng)度大,面積大,速度快的現(xiàn)狀;導(dǎo)致了土壤肥力降低、土地退化嚴(yán)重、農(nóng)田破壞嚴(yán)重、氣候條件惡劣、生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞、泥沙淤積河道,旱澇災(zāi)害不斷等一系列問(wèn)題的產(chǎn)生。由于該現(xiàn)象會(huì)破壞耕地,影響人類的生產(chǎn)、生活活動(dòng),所以有必要采取治理水土流失的措施,提高黃土高原土壤的生產(chǎn)能力。
3 黃土高原生態(tài)治理
3.1 綜合治理措施
從目前國(guó)內(nèi)外防治水土流失的各項(xiàng)措施看,主要有工程措施、生物措施和耕作措施。它們?cè)谥卫硭亮魇е兴鸬淖饔酶鞑幌嗤?,但它們是一個(gè)統(tǒng)一體,缺一不可。工程措施主要包括修水平梯田,打壩淤地,引洪灌地。植樹(shù)種草可以有效的減輕水土流失。由于黃土高原氣候干旱,應(yīng)以鄉(xiāng)土林種為主體,合理利用外來(lái)樹(shù)種。在林種布局完整的基礎(chǔ)上,要慎重選擇經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種。從黃土高原水土流失的人為因素來(lái)看,不合理的土地利用是引起水土流失的重要原因。目前根據(jù)旱坡地坡度大小,提出一套適合于坡度大小的耕作制度。
3.2 生態(tài)旅游開(kāi)發(fā)
加強(qiáng)黃土高原的道路建設(shè),建設(shè)成以黃土地貌景觀為特色,千溝萬(wàn)壑的立體環(huán)境生態(tài)景觀體系。充分利用地形特征,開(kāi)發(fā)陜北地區(qū)的民土風(fēng)情,利用本地區(qū)紅色旅游資源,開(kāi)發(fā)生態(tài)旅游。
3.2.1 制定生態(tài)旅游方案。生態(tài)旅游資源規(guī)劃是生態(tài)旅游資源開(kāi)發(fā)的綱領(lǐng)和藍(lán)圖。黃土高原地區(qū)地域廣闊,經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)滯后 ,生態(tài)旅游資源的開(kāi)發(fā)必須依照統(tǒng)一規(guī)劃、循序漸進(jìn)的開(kāi)發(fā)方式。 同時(shí),黃土高原生態(tài)環(huán)境十分脆弱,要制定嚴(yán)格的生態(tài)旅游資源保護(hù)性開(kāi)發(fā)法律、法規(guī),并成立專門的機(jī)構(gòu)來(lái)監(jiān)督法規(guī)的執(zhí)行,為生態(tài)旅游資源的開(kāi)發(fā)提供法律保護(hù),真正做到保護(hù)生態(tài)旅游資源和環(huán)境。
是什么吸引了荷蘭王儲(chǔ)來(lái)到了黃土高原,來(lái)到了這個(gè)名不見(jiàn)經(jīng)傳的韭園溝小流域?是這里的石油,還是煤炭?答案都不是。還是王儲(chǔ)自己說(shuō)出了謎底。“我這次到榆林來(lái)參觀考察非常值得,看到了著名的黃土高原,看到了黃土高原地區(qū)嚴(yán)重的水土流失狀況,看到了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民群眾通過(guò)治理水土流失,使生態(tài)環(huán)境明顯改善,農(nóng)民群眾生活水平顯著提高。沒(méi)有治理的石家溝與經(jīng)過(guò)治理的韭園溝小流域相比,治理與不治理大不一樣。”
亞歷山大站在韭園溝小流域高高的大壩上,望著山頂層層梯田,溝坡成片的林草,溝底座座相連的淤地壩,淤咸的壩地上長(zhǎng)滿了豐收的玉米、高粱,贊嘆不已。他忘記了旅途的疲勞,不顧淅淅瀝瀝的小雨,興致勃勃地向陪同的黃河上中游管理局周月魯局長(zhǎng)問(wèn)這問(wèn)那。
據(jù)黃河中游水土保持委員會(huì)主任委員、陜西省省長(zhǎng)陳德銘在黃河中游水土保持委員會(huì)第八次會(huì)議上介紹:自1999年中央實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略以來(lái),國(guó)家加大對(duì)黃土高原地區(qū)水土保持生態(tài)建設(shè)的支持力度,先后啟動(dòng)實(shí)施了一大批水土保持生態(tài)建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目,其投資力度之大、覆蓋面之廣、效果之顯著,都是前所未有的。黃土高原地區(qū)的干部群眾,緊緊抓住這一難得的歷史機(jī)遇,大規(guī)模地進(jìn)行水土保持生態(tài)建設(shè),取得了巨大成績(jī)。六年間,黃土高原地區(qū)累計(jì)完成水土流失綜合治理面積7.8萬(wàn)平方公里, 建設(shè)基本農(nóng)田1861.7萬(wàn)畝、淤地壩16592座,水土保持林草9399.8萬(wàn)畝。
這是一組多么令人鼓舞的數(shù)字,也是吸引亞歷山大殿下來(lái)到黃土高原參觀考察的真正動(dòng)因。
古老的黃土高原,如今每時(shí)每刻都在發(fā)生著新的變化。
淤地壩,農(nóng)民喜愛(ài)的“糧囤子、錢袋子”
跳進(jìn)黃河洗不清,是說(shuō)黃河的水質(zhì)渾濁,泥沙含量高。在黃土高原上,大大小小的溝壑有27萬(wàn)條之多。一場(chǎng)暴雨,溝道內(nèi)成千上萬(wàn)噸泥沙流入黃河,造成上游水土流失嚴(yán)重,土地貧瘠,群眾貧苦;下游泥沙淤積河道,形成“地上懸河”,威脅群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。
如何解決這一問(wèn)題?黃土高原地區(qū)的人民群眾在同水土流失斗爭(zhēng)的實(shí)踐中創(chuàng)造了淤地壩這種行之有效的水土保持工程措施。
“打壩如修倉(cāng),攔泥如積糧,村有百畝壩,再旱也不怕”,“溝里筑道墻,攔泥又收糧”,這是黃土高原地區(qū)廣為流傳的新農(nóng)諺。農(nóng)民形象地稱淤地壩是“糧囤子”、“錢袋子”。
淤地壩深受農(nóng)民群眾歡迎的真正原因是其顯著作用和效益:一是攔泥保土,減少入黃泥沙;二是淤地造田,促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn);三是蓄水利用,解決人畜飲水和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水;四是增加農(nóng)民收入,發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì);五是促進(jìn)退耕,改善生態(tài)環(huán)境;六是提高防洪減災(zāi)能力,保護(hù)下游安全;七是以壩代路,改善交通。據(jù)測(cè)算,建設(shè)一座大型淤地壩,每淤一畝壩地平均可攔泥8000噸,中型淤地壩平均攔泥6000噸,小型淤地壩平均攔泥3000噸,可見(jiàn)淤地壩對(duì)減少黃河泥沙和保護(hù)下游安瀾具有重大作用;淤成的壩地,平均畝產(chǎn)300~400公斤,有的高達(dá)900公斤,是坡耕地的6~10倍,是梯田的2~3倍,是農(nóng)民喜愛(ài)的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)基本農(nóng)田;淤地壩建成后,前期能夠有效地?cái)r蓄水源,提高水資源利用率,對(duì)解決水資源缺乏地區(qū)的農(nóng)民生活生產(chǎn)用水發(fā)揮著重要作用。據(jù)調(diào)查,黃土高原地區(qū)建成的淤地壩,已解決了10007人和幾千萬(wàn)牲畜的飲水困難問(wèn)題。淤地壩可連接溝壑兩岸,以壩代橋,改善黃土高原地區(qū)的交通條件,方便群眾的生產(chǎn)生活。目前,黃土高原地區(qū)以壩代橋的淤地壩占20%,相當(dāng)于建設(shè)了2萬(wàn)多座鄉(xiāng)村公路橋。
淤地壩顯著的作用和效益受到了國(guó)家和各級(jí)政府的高度重視。水利部把淤地壩建設(shè)列入2003年水利工作“三大亮點(diǎn)工程”之一,并組織編制了《黃土高原地區(qū)水土保持淤地壩規(guī)劃》,正式啟動(dòng)了黃土高原淤地壩工程。
按照規(guī)劃,到2020年底前,黃土高原地區(qū)將新建淤地壩16.37座,工程建成后,可新增壩地750多萬(wàn)畝,攔泥能力400億噸,蓄水能力達(dá)到170億立方米,可發(fā)展灌溉360萬(wàn)畝,可促進(jìn)退耕還林還草3300萬(wàn)畝和封育保護(hù)6000萬(wàn)畝,年減少入黃泥沙7億噸。
這是一幅多么宏偉壯麗的規(guī)劃藍(lán)圖 它昭示黃土高原地區(qū)淤地壩建設(shè)進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的新時(shí)期。
世行項(xiàng)目,世行農(nóng)業(yè)項(xiàng)目的“旗幟工程”
世界銀行行長(zhǎng)沃爾芬森先生站在黃土高原的高坡上,延河世行項(xiàng)目區(qū)盡收眼底。他心情十分激動(dòng),不是因?yàn)榭吹搅宋∥〉膶毸?,?tīng)到了高亢激揚(yáng)的信天游,而是贊嘆這里的世行項(xiàng)目取得如此好的成績(jī)。他說(shuō):這是我所見(jiàn)到的最出色的項(xiàng)目區(qū)之一,在許多國(guó)家都有過(guò)同類項(xiàng)目,能取得這樣大成就的只有中國(guó)。他稱該項(xiàng)目是世行農(nóng)業(yè)項(xiàng)目的“旗幟工程”。
世行項(xiàng)目,全稱是黃土高原水土保持世界銀行貸款項(xiàng)目。該項(xiàng)目以扶貧和改善生態(tài)環(huán)境為宗旨,以基本控制水土流失,改善生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,提高群眾生活水平,促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo),通過(guò)各項(xiàng)治理措施,增加項(xiàng)目區(qū)植被覆蓋度,建立水土保持綜合防治體系,有效控制水土流失,改善生態(tài)環(huán)境,改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施,幫助當(dāng)?shù)厝罕娒撠氈赂?;減少入黃泥沙,為黃河的治理與開(kāi)發(fā)服務(wù),為區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
它是我國(guó)首次利用外資開(kāi)展的大型水土保持項(xiàng)目,到目前開(kāi)展了兩期項(xiàng)目,共引進(jìn)世行貸款3億美元,加上國(guó)內(nèi)配套資金,總投資為42.6億元人民幣。一期項(xiàng)目于1991年開(kāi)始前期工作,執(zhí)行期8年。項(xiàng)目區(qū)涉及陜、甘、晉、蒙四省(區(qū))的7個(gè)地(盟)22個(gè)縣(旗),總面積1.6萬(wàn)平方公里,其中水土流失面積1.47平方公里,占總面積的87.59%。二期項(xiàng)目于1999年啟動(dòng)實(shí)施,項(xiàng)目執(zhí)行期6年,項(xiàng)目區(qū)涉及上述四省(區(qū))的12個(gè)地(市)37個(gè)縣(旗),總面積1.9萬(wàn)平方公里,其中水土流失面積1.8萬(wàn)平方公里,占總面積的94.7%。
一期項(xiàng)目竣工驗(yàn)收時(shí)完成治理措施面積48萬(wàn)公頃,其中建設(shè)基本農(nóng)田10萬(wàn)公頃,項(xiàng)目區(qū)人均基本農(nóng)田達(dá)到0.17公頃;營(yíng)造林木297公頃,人工種草10萬(wàn)公頃;修建治溝骨干工程149座,淤地壩1140座,有效地控制了項(xiàng)目區(qū)嚴(yán)重的水土流失,年減少泥沙3800萬(wàn)噸。項(xiàng)目區(qū)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值由項(xiàng)目實(shí)施前的8.97億元提高到9.49億元,農(nóng)
民人均純收入由361元增加到1263元,人均糧食由378公斤增加到532公斤。
二期項(xiàng)目經(jīng)過(guò)6年時(shí)間的實(shí)施,目前已完成治理面積43.8萬(wàn)公頃,其中基本農(nóng)田8.87公頃,造林24.3萬(wàn)公頃,人工種草5.7萬(wàn)公頃,天然草場(chǎng)封育5.7萬(wàn)公頃,建成治溝骨干工程116座,淤地壩232座。項(xiàng)目區(qū)農(nóng)村社會(huì)總產(chǎn)值由1998年的29.6億元提高到2004年的79.9億元,農(nóng)民人均純收入由1998年的581元提高到2004年的1608元;人均基本農(nóng)田由0.11公頃增加到0.15公頃,糧食總產(chǎn)量達(dá)到116.57噸,人均544公斤;各種治理措施新增減沙2695萬(wàn)噸,有效遏制了項(xiàng)目區(qū)水土流失,減少了入黃泥沙,改善了生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)。
世行項(xiàng)目取得如此顯著的成效,令來(lái)考察的世行官員們驚嘆不已。
當(dāng)世界銀行委托聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)組成項(xiàng)目驗(yàn)收?qǐng)F(tuán),對(duì)一期項(xiàng)目執(zhí)行情況和實(shí)施效果進(jìn)行全面檢查驗(yàn)收時(shí),驗(yàn)收?qǐng)F(tuán)一致認(rèn)為:黃土高原水土保持貸款項(xiàng)目以其扎實(shí)細(xì)致的前期準(zhǔn)備,科學(xué)嚴(yán)密的組織實(shí)施與管理,高起點(diǎn)、高質(zhì)量、快速度地建成了一大批綜合治理典型。項(xiàng)目的成功實(shí)施,使生態(tài)環(huán)境明顯改善,減少了入黃泥沙,農(nóng)民收入大幅度提高,對(duì)黃土高原水土保持生態(tài)建設(shè)產(chǎn)生了積極的影響。驗(yàn)收?qǐng)F(tuán)在給世行執(zhí)董會(huì)的ICR報(bào)告中,對(duì)項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容、產(chǎn)出效益、可持續(xù)發(fā)展、機(jī)構(gòu)建設(shè)、借款方表現(xiàn)等五項(xiàng)指標(biāo)都給予了“非常滿意”的最高評(píng)價(jià)。
為此,世界銀行還專門組織多家國(guó)際新聞媒體赴項(xiàng)目區(qū)采訪報(bào)道,向全世界宣傳推廣項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)。一期世行項(xiàng)目榮獲了世行行長(zhǎng)“杰出成就獎(jiǎng)”,這是世行從全世界3000余家世行項(xiàng)目中遴選出的,也是我國(guó)水利行業(yè)中唯一的一個(gè)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目。
生態(tài)修復(fù),加快水土流失防治的好路子
如今陜北農(nóng)民唱起了新的“信天游”:“山坡上栽樹(shù)崖畔畔上青,羊羔羔養(yǎng)在家門中;草棵棵賽過(guò)糧苗苗,禁牧帶來(lái)好光景。”靖邊縣一位參與了40年生態(tài)建設(shè)的農(nóng)村干部頗為感慨地說(shuō):“與吳旗相比,吳旗造林沒(méi)我們多,可是人家封禁保護(hù)比我們力度大,靠自然本身恢復(fù)了植被,效果比我們好?!?/p>
半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),黃土高原地區(qū)水土流失防治靠的是人工治理,靠天治理誰(shuí)都不敢想,認(rèn)為這是懶人的做法。如今人們已經(jīng)逐漸接受了這一新生事物。一些專家學(xué)者還從理論角度對(duì)其進(jìn)行了深入研究,認(rèn)為生態(tài)修復(fù)符合生態(tài)演替的基本規(guī)律,是我國(guó)改善生態(tài)環(huán)境的根本途徑和最有效、最經(jīng)濟(jì)、最科學(xué)的選擇。兩院院士石元春說(shuō):生態(tài)建設(shè)既要人為治理,更要重視生態(tài)的自我修復(fù)能力,后者更為快捷有效,也最省錢。
各地在生態(tài)修復(fù)方面紛紛亮出大手筆。陜西省榆林、延安所屬的25個(gè)縣(區(qū))現(xiàn)已全部實(shí)現(xiàn)了封禁;內(nèi)蒙古圍封、休牧、輪牧、禁牧草場(chǎng)面積達(dá)到1.56億畝,占可利用草場(chǎng)面積的16.35%;山西、青海、陜西、寧夏政府先后出臺(tái)了封禁治理、三封兩禁和全境禁牧的決定。目前國(guó)家開(kāi)展了128個(gè)生態(tài)修復(fù)試點(diǎn)縣和“三江源”區(qū)預(yù)防保護(hù)工程,各省(區(qū))也開(kāi)展了一批地方生態(tài)修復(fù)試點(diǎn)工程。據(jù)統(tǒng)計(jì),水土流失年防治速度是20世紀(jì)末的3倍,封育保護(hù)面積接近人工治理速度的2倍。黃河上中游七省(區(qū))的54個(gè)地(市)294個(gè)縣(市、旗)實(shí)施封禁保護(hù)工程至今,封禁保護(hù)面積近30萬(wàn)平方公里,取得了顯著成效。
如今驅(qū)車走進(jìn)黃土高原,首先映入眼簾的是荒山禿嶺變綠了。陜西吳旗縣封禁3年,林草覆蓋率提高了24個(gè)百分點(diǎn)。內(nèi)蒙古鄂托克前旗、烏審旗毛烏素沙地的植被覆蓋率由10%提高到40%~50%。特別是1999年國(guó)家實(shí)施退耕還林工程以來(lái),黃土高原地區(qū)林草覆蓋率平均提高了2個(gè)百分點(diǎn),先期開(kāi)展退耕還林的地區(qū),水土流失和風(fēng)沙危害明顯減輕。該工程已使黃河上中游七省(區(qū))1400多萬(wàn)農(nóng)戶6700多萬(wàn)農(nóng)民直接受益,每年人均獲得生活費(fèi)補(bǔ)助40元、糧食補(bǔ)助494斤,被廣大干部群眾稱為“德政工程”、“民心工程”。
生態(tài)修復(fù)促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。陜西吳旗縣在實(shí)施生態(tài)修復(fù)后,大力發(fā)展集約高效農(nóng)業(yè),培育草、羊、杏三項(xiàng)優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),積極興辦綠色企業(yè),國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、糧食總產(chǎn)量、財(cái)政收入、農(nóng)民人均純收入四項(xiàng)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo),與實(shí)施生態(tài)修復(fù)前相比均翻了一番多。內(nèi)蒙古鄂爾多斯市實(shí)施封禁治理、舍飼養(yǎng)殖后,牲畜數(shù)量比禁牧前增加8.1%,良種及改良種畜平均達(dá)到87%,羊的出欄率由28%提高到44%,平均出欄時(shí)間由21個(gè)月縮短為9個(gè)月。
生態(tài)修復(fù)不僅使土地、草場(chǎng)得到休養(yǎng)生息的機(jī)會(huì),而且在潛移默化中影響著人們的思想觀念,在不知不覺(jué)中改變著農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)方式。許多地方的農(nóng)牧民已經(jīng)逐步走出了“越墾越窮,越窮越墾”、“超載放牧,越牧越荒”、“自給自足,廣種薄收”的怪圈,樹(shù)立起市場(chǎng)效益的新觀念。
牧民們說(shuō):草原才是我們的命根子,草場(chǎng)已經(jīng)破壞了,我們必須給它休養(yǎng)生息的機(jī)會(huì)。封育保護(hù)促進(jìn)了草場(chǎng)植被的恢復(fù),也為今后畜牧業(yè)大發(fā)展創(chuàng)造了條件。
水利部曾組成聯(lián)合調(diào)研組,先后對(duì)10個(gè)省(區(qū))的18個(gè)地(市)、33個(gè)縣和54個(gè)鎮(zhèn)進(jìn)行廣泛調(diào)研。最后調(diào)研組得出的結(jié)論是:依靠生態(tài)自我修復(fù)能力是加快水土流失防治步伐的有效途徑和現(xiàn)實(shí)選擇。它不僅促進(jìn)了植被恢復(fù),改善了生態(tài)環(huán)境,而且有效促進(jìn)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展,走出了一條糧多、草多、肥多、錢多良性循環(huán)的致富之路。
高原嬗變,警示人與自然應(yīng)和睦相處
2004年一場(chǎng)秋洪,使沉寂多年的西安灞河再現(xiàn)了當(dāng)年的如虹氣勢(shì),但洪水過(guò)后,人們驚奇地發(fā)現(xiàn),湮沒(méi)河底千年的古灞橋露出“崢嶸”。
灞橋始建于隋文帝開(kāi)皇二年(公元582年),距今已有1400多年的歷史,它比目前學(xué)術(shù)界公認(rèn)的世界上現(xiàn)存最早的趙州石拱橋(公元605~618年)還要早20多年。大橋總長(zhǎng)約400米,橋墩有40~50座。如此規(guī)模宏大、歷史悠久的多孔石拱橋,不僅在中國(guó)古代橋梁建筑史上是罕見(jiàn)的,而且在世界古代橋梁建筑史上也占有重要地位。
灞水東南來(lái),逶迤繞長(zhǎng)安。想當(dāng)年,在波濤洶涌、河面寬廣的灞河上,一座巨型大橋凌空托起,其恢弘氣勢(shì)和壯觀景象怎不令人驚嘆。唐代詩(shī)人王昌齡在《灞橋賦》中贊嘆它“若長(zhǎng)虹之未翻”,這是對(duì)隋唐灞橋恢弘氣勢(shì)的真實(shí)描繪。
隋唐灞橋?yàn)楹武螞](méi)地下,時(shí)隔千年后又再現(xiàn)人間?這其中既有自然的原因,更重要的是也有人為的因素。自隋開(kāi)皇二年建橋以來(lái)的1400多年間,灞河源頭的秦嶺森林被大量砍伐,植被遭到破壞,尤其是灞河上游的藍(lán)田,至漢代時(shí)人口大量增加,開(kāi)荒種地,濫墾濫伐,結(jié)果造成嚴(yán)重的水土流失,大量泥沙流入灞河,使河床抬高了8米之多,致使大橋淹沒(méi)于水下,最終被廢棄。
隋唐灞橋的湮沒(méi),是人類破壞生態(tài)環(huán)境,大自然進(jìn)行報(bào)復(fù)的典型范例。古橋沉浮,給我們以深刻的警示,人與自然應(yīng)和睦相處,否則,隋唐灞橋的今天就是人類的明天。
[關(guān)鍵詞] 有效提問(wèn) 能力培養(yǎng) 課堂實(shí)踐
新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)以學(xué)生為主體,在教學(xué)中以技能培養(yǎng)和能力培養(yǎng)為目標(biāo),以探究式學(xué)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng)為主要形式,以形成學(xué)生終身學(xué)習(xí)、探索新知的能力和創(chuàng)造性的思維品質(zhì)為最終目的?!吧茖W(xué)者,必善問(wèn)”,學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)是從問(wèn)題意識(shí)開(kāi)始的,而教師的有效提問(wèn)必將促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展,使學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和探索問(wèn)題,進(jìn)而在提出問(wèn)題、探索問(wèn)題、解決問(wèn)題中形成創(chuàng)造性的思維品質(zhì)。筆者在多年地理課堂教學(xué)中,對(duì)于有效提問(wèn)進(jìn)行了一定的實(shí)踐研究。
一、“因材施教”、“因人而異”――有效提問(wèn)的前提
教師要充分分析教材,認(rèn)真研究教學(xué)大綱要求,特別是新課程標(biāo)準(zhǔn)下的教學(xué)理念,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同,靈活有效的設(shè)計(jì)問(wèn)題;同時(shí)還要了解不同學(xué)生的實(shí)際情況,從學(xué)生的實(shí)際出發(fā),使問(wèn)題更能充分發(fā)揮學(xué)生的主體性。例如,在《區(qū)域地理》教學(xué)過(guò)中,在講到北方地區(qū)時(shí),針對(duì)我所擔(dān)任的高二不同學(xué)生采取了不同的提問(wèn)方式。對(duì)于普通班級(jí)的學(xué)生,主要側(cè)重強(qiáng)調(diào)對(duì)地理思維的培養(yǎng)以及分析問(wèn)題的能力,因此在分析黃土高原水土流失問(wèn)題過(guò)程中設(shè)計(jì)了3個(gè)問(wèn)題:(1)你認(rèn)為黃土高原水土流失嚴(yán)重的原因從地理角度應(yīng)該有哪幾方面?(2)近些年來(lái),黃土高原水土流失日益嚴(yán)重,最主要的原因是什么?(3)黃土高原的水土流失與我們南方低山丘陵水土流失有何異同?這3個(gè)問(wèn)題由淺入深,逐步使學(xué)生學(xué)會(huì)形成分析問(wèn)題的能力,并且引導(dǎo)學(xué)生善于將書(shū)本知識(shí)與實(shí)際生活相結(jié)合,學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。而對(duì)于音樂(lè)班學(xué)生思維較活躍,對(duì)事物感性意識(shí)較強(qiáng),則先播放黃土高原的景觀片,然后提出問(wèn)題“你看到的黃土高原有哪些特點(diǎn)?”“為什么會(huì)有千溝萬(wàn)壑的景觀?是哪種外力作用的?”“你認(rèn)為這種外力作用的自然因素是什么?”“還有哪些因素加劇了水土流失?”這樣由表及里,由具體到抽象使學(xué)生能夠深刻理解并掌握。而對(duì)于美術(shù)班級(jí)的學(xué)生而言,他們對(duì)圖像的觀察更細(xì)致,特別是對(duì)剖面圖、透視圖更容易理解,因此在播放完黃土高原景觀圖之后,又加了一張黃土高原的剖面圖,在學(xué)習(xí)小流域綜合治理時(shí)也增加了剖面圖,進(jìn)而提出“從兩張剖面圖對(duì)比,綜合治理的重點(diǎn)是什么?”相同的教學(xué)內(nèi)容,由于學(xué)生不同,教學(xué)要求就產(chǎn)生差異,提出問(wèn)題的深淺、角度必然不同,這樣才使課堂教學(xué)提問(wèn)的有效性得以保證。
二、調(diào)動(dòng)學(xué)生興趣――有效提問(wèn)的途徑
愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)“興趣是最好的老師”。托爾斯泰也說(shuō)過(guò)“成功的教育需要的不是強(qiáng)制,而是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?!币虼?教師在教學(xué)過(guò)程中,充分發(fā)揮地理學(xué)科的特點(diǎn),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)地理的興趣,是提高課堂提問(wèn)有效性的捷徑。
以時(shí)事熱點(diǎn)為切入點(diǎn),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。在講到板塊構(gòu)造理論過(guò)程中,提到地球表層斷裂帶分割成六大板塊,板塊之間是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的,因此在板塊交界處往往形成火山地震,于是就聯(lián)系學(xué)生熟知的2008年我國(guó)汶川大地震,2010年的秘魯大地震,讓學(xué)生分析原因。原因很快找到,這兩次地震都是在板塊交界處形成的,這是我預(yù)料之中的,但我預(yù)料之外的是,這一熱點(diǎn)問(wèn)題極大地激發(fā)了學(xué)生的興趣,強(qiáng)烈地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的求知欲望,立刻就有人提出,2009年的海地也發(fā)生了強(qiáng)烈地震,而那里也不是兩個(gè)板塊交界處,這與板塊構(gòu)造理論不矛盾嗎?新的問(wèn)題又激發(fā)了學(xué)生更大的積極性,于是,我又介紹了板塊內(nèi)部只是相對(duì)穩(wěn)定,又被小的斷裂帶分為若干個(gè)小板塊,小板塊之間又有相對(duì)的運(yùn)動(dòng)。通過(guò)這一熱點(diǎn)問(wèn)題,不但將重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)很快突破,而且調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性、主動(dòng)性,激發(fā)了探求知識(shí)的欲望。此外,印巴沖突與中東的歷史文化和宗教等,都可以成為激發(fā)學(xué)生興趣的主要突破口。
地理課堂教學(xué)中,恰當(dāng)引用詩(shī)文、諺語(yǔ)也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如,在講到地勢(shì)對(duì)氣候的影響時(shí),可以引用“人間四月芳菲盡,山寺桃花始盛開(kāi)”;在講到梅雨天氣特點(diǎn)時(shí),引用“黃梅時(shí)節(jié)家家雨,青草池塘處處蛙”;借用“黃河之水天上來(lái),奔流到海不復(fù)回”;講水的循環(huán)運(yùn)動(dòng),用“東邊日出西邊雨,道是無(wú)情勝有情”來(lái)解釋對(duì)流雨的特點(diǎn),等等。在地理課堂上用適當(dāng)?shù)难哉Z(yǔ)講述有關(guān)的地理知識(shí),既生動(dòng)形象,又有利于幫助學(xué)生理解有關(guān)的地理現(xiàn)象、規(guī)律等。
三、把握問(wèn)題的啟發(fā)性、關(guān)鍵性――有效提問(wèn)的特點(diǎn)
教師提出的問(wèn)題應(yīng)適合學(xué)生的水平。高質(zhì)量的問(wèn)題應(yīng)該是既使學(xué)生感到有困難的壓力,又使學(xué)生感到有解決問(wèn)題的信心。問(wèn)題的難易程度正好介于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi),在講到《礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)和可持續(xù)發(fā)展》時(shí),在學(xué)生了解了德國(guó)魯爾區(qū)工業(yè)發(fā)展過(guò)程后,要求學(xué)生學(xué)會(huì)分析魯爾區(qū)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國(guó)遼中南工業(yè)基地有何啟示。如果直接提出這樣的問(wèn)題,很顯然超出絕大多數(shù)高一學(xué)生的認(rèn)知水平,學(xué)生無(wú)從下手,必然失去信心。我將問(wèn)題分解為以下4個(gè)問(wèn)題,(1)分析遼中南工業(yè)區(qū)、魯爾區(qū)發(fā)展工業(yè)的區(qū)位優(yōu)勢(shì);(2)遼中南工業(yè)區(qū)、魯爾區(qū)工業(yè)部門有何相似之處;(3)遼中南工業(yè)區(qū)地位下降與魯爾區(qū)的衰落原因各是什么;(4)魯爾區(qū)的崛起對(duì)東北老工業(yè)基地的振興有何啟示,學(xué)生很容易理解。
真正提高課堂提問(wèn)的有效性,就必須提高設(shè)問(wèn)的質(zhì)量,優(yōu)選問(wèn)點(diǎn)。所謂問(wèn)點(diǎn),就是指講授教材時(shí)提出問(wèn)題的切入點(diǎn)。一般地說(shuō),問(wèn)點(diǎn)應(yīng)選在知識(shí)的重點(diǎn)和關(guān)鍵之處,如新舊知識(shí)的銜接處、轉(zhuǎn)化處,以及容易產(chǎn)生矛盾或疑難之處。例如,在講解《季風(fēng)》這一內(nèi)容時(shí),學(xué)生對(duì)于海陸不同季節(jié)氣壓中心的形成很不理解,于是,我就將海陸熱力性質(zhì)差異作為主要問(wèn)點(diǎn),首先結(jié)合學(xué)生的親身體驗(yàn),提出如下問(wèn)題:“夏季,海水和海岸哪一個(gè)更熱?”“夏季,海陸上空分別形成哪種氣壓中心?”“在水平氣壓梯度力的作用下,夏季形成什么方向的風(fēng)?”這樣,抓住內(nèi)容的關(guān)鍵之處,由淺入深,環(huán)環(huán)相扣,層層設(shè)疑,步步深入,就能有效的突出重點(diǎn),突破難點(diǎn),達(dá)到教學(xué)目的。同時(shí),還能使學(xué)生在不斷解決問(wèn)題過(guò)程中,學(xué)會(huì)不斷地深入思考,從而使思維不斷向知識(shí)縱深發(fā)展。
回顧五年來(lái)黃河流域水土保持生態(tài)建設(shè)工作,主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn):
一、努力實(shí)踐新時(shí)期治黃新思路,調(diào)整水土保持發(fā)展戰(zhàn)略
經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)堅(jiān)持不懈的努力,黃河治理開(kāi)發(fā)取得了很大的成效。但由于黃河情況復(fù)雜,治理難度大,目前洪水依然威脅下游兩岸;水資源供需矛盾日益突出;水土流失尚未得到有效控制,水污染越來(lái)越嚴(yán)重;已成為黃河治理開(kāi)發(fā)和管理所面臨的三大難題。為此,水利部黨組提出了“堤防不決口、河道不斷流、水質(zhì)不超標(biāo)、河床不抬高”的黃河治理目標(biāo)。黃委通過(guò)對(duì)《黃河的重大問(wèn)題及其對(duì)策》研究,確立了水土保持在實(shí)現(xiàn)“四大目標(biāo)”中的基礎(chǔ)地位,把治理黃河上中游水土流失作為實(shí)現(xiàn)“河床不抬高”戰(zhàn)略目標(biāo)的根本措施。并結(jié)合黃河流域水土流失的特點(diǎn)和規(guī)律,確立了“防治結(jié)合、保護(hù)優(yōu)先、強(qiáng)化治理”的黃河流域水土保持基本思路。這一基本思路的提出,對(duì)今后黃河流域水土保持生態(tài)建設(shè)總體部署有重要的指導(dǎo)意義。
根據(jù)這一基本思路,認(rèn)真總結(jié)流域水土保持幾十年經(jīng)驗(yàn),黃委提出了“圍繞兩大目標(biāo),抓住兩個(gè)重點(diǎn),實(shí)現(xiàn)兩個(gè)轉(zhuǎn)變”的水土保持生態(tài)建設(shè)新的發(fā)展戰(zhàn)略?!皟纱竽繕?biāo)”即實(shí)現(xiàn)千方百計(jì)減少入黃泥沙、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展;“兩個(gè)重點(diǎn)”即以黃河中游7.86萬(wàn)平方公里多沙粗沙區(qū)為治理的重點(diǎn)區(qū)域,以治溝骨干工程為主體的溝道壩系為建設(shè)的重點(diǎn)措施;“兩大轉(zhuǎn)變”即由分散治理向集中規(guī)模治理,由低標(biāo)準(zhǔn)平均安排向高水平重點(diǎn)扶持的轉(zhuǎn)變。圍繞這一新的發(fā)展戰(zhàn)略,黃委組織編制了《黃河流域黃土高原地區(qū)水土保持生態(tài)建設(shè)規(guī)劃》,確立了“三步走”的發(fā)展步驟;完成了《黃河中游多沙粗沙重點(diǎn)區(qū)域水土保持生態(tài)工程建設(shè)項(xiàng)目建議書(shū)》,近期正組織編寫《黃土高原地區(qū)水土保持淤地壩建設(shè)規(guī)劃》;啟動(dòng)實(shí)施了黃河水土保持生態(tài)工程,形成了由重點(diǎn)支流治理、示范區(qū)、治溝骨干工程專項(xiàng)、黃土高原水土保持世行貸款項(xiàng)目等構(gòu)成的相互支撐的工程格局,使黃土高原水土保持工作步入規(guī)?;卫怼^(qū)域化發(fā)展的新局面。
在這期間,各省區(qū)積極轉(zhuǎn)變觀念,調(diào)整思路,把水土保持作為振興區(qū)域經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的大事來(lái)抓,狠抓精品工程建設(shè),流域水土保持生態(tài)建設(shè)全面駛?cè)胛鞑看箝_(kāi)發(fā)的快車道。
二、以“數(shù)字黃河”工程建設(shè)為契機(jī),全面提高水土保持宏觀決策水平
“數(shù)字黃河”工程是黃委為全力推進(jìn)治黃現(xiàn)代化建設(shè)而啟動(dòng)實(shí)施的一項(xiàng)宏偉工程,它的建設(shè)將有力地推動(dòng)新時(shí)期治黃理念和技術(shù)創(chuàng)新。作為該項(xiàng)工程重要組成部分的“數(shù)字水?!惫こ蹋侨鎸?shí)現(xiàn)水土保持管理現(xiàn)代化,提高科學(xué)決策能力和管理水平的重要工程。黃委在吸收和借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)數(shù)字化技術(shù)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上,根據(jù)水土保持工作的特點(diǎn),編制完成了《黃河流域水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)綱要》、《黃河流域水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃》,提出了監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和數(shù)字水土保持工程的建設(shè)目標(biāo)和關(guān)鍵技術(shù),為今后全面建設(shè)現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和數(shù)字水保工程提供了總體框架和宏觀指導(dǎo)。目前黃河流域水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目(第一期)已正式在水利部立項(xiàng)。為了全面摸清黃河流域水土保持的基礎(chǔ)信息,歷時(shí)三年,順利完成黃河流域水土保持遙感普查及水利部黃土高原水土流失區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)引進(jìn)項(xiàng)目(948項(xiàng)目),獲得一系列基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和成果,信息總量達(dá)206千兆,初步建立了黃河流域水土保持信息庫(kù),為“數(shù)字水?!奔啊皵?shù)字黃河”工程打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。依據(jù)水利部要求,流域各省區(qū)也圓滿完成了第三次遙感普查工作。山西省還啟動(dòng)了“數(shù)字水保生態(tài)”工程,完成了《山西省水土保持信息系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)》。該工程目前已投資80萬(wàn)元,完成了硬件的配置,整個(gè)數(shù)字化輸入工作已開(kāi)始進(jìn)行。陜西省在全省水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模上繼續(xù)擴(kuò)大,覆蓋面更廣,已建成市縣級(jí)監(jiān)測(cè)分站31個(gè),泥石流滑坡預(yù)警監(jiān)測(cè)點(diǎn)3個(gè)。這些工作的開(kāi)展,為全面提高流域水土保持生態(tài)建設(shè)宏觀決策和監(jiān)控能力發(fā)揮了重要作用。
三、樹(shù)立人與自然和諧相處的理念,大力實(shí)施封禁治理,充分依靠生態(tài)自我修復(fù)能力恢復(fù)植被
為貫徹落實(shí)中央治水方針和水利部黨組的治水新思路,黃委在黃河流域和黑河、塔里木河等12個(gè)縣率先實(shí)施了水土保持生態(tài)修復(fù)試點(diǎn)工作,2002年共完成封育治理面積79900公頃。同時(shí)在青海、四川兩省啟動(dòng)了黃河源區(qū)水土保持預(yù)防監(jiān)督項(xiàng)目,目前項(xiàng)目正在有序進(jìn)行,已完成了人為水土流失普查和“三區(qū)”劃定等前期工作。水利部也在全國(guó)106個(gè)縣(市、旗)啟動(dòng)實(shí)施了“水土保持生態(tài)修復(fù)試點(diǎn)工程”。各地為了使封禁治理真正做到封得住、綠起來(lái)、能致富、不反彈,采取了許多有效措施。山西省充分考慮農(nóng)民的實(shí)際利益,采取了“以建促封”等五項(xiàng)舉措,保證了封山禁牧、生態(tài)修復(fù)的順利實(shí)施。省政府還專門出臺(tái)了《關(guān)于在水土流失防治區(qū)實(shí)行封禁治理的規(guī)定》。陜西吳旗縣1998年在全國(guó)率先作出了封山禁牧、退耕還林還草的決定,經(jīng)過(guò)四年多時(shí)間,境內(nèi)林草覆蓋率從1998年前的18%增加到49.6%,水土流失逐步減少,農(nóng)民收入穩(wěn)中有增,創(chuàng)造了水土保持生態(tài)建設(shè)的奇跡。內(nèi)蒙古烏蘭察布盟,積極實(shí)施“進(jìn)一退二還三”戰(zhàn)略,全盟有一半耕地退了耕,林草覆蓋度也由原來(lái)的20%提高到40%,水土流失綜合治理程度達(dá)到31%,貧困人口提前兩年基本解決了溫飽。這些成績(jī)的取得,為全流域全面開(kāi)展生態(tài)修復(fù)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn),對(duì)加快流域水土保持生態(tài)建設(shè)步伐起到了極大的促進(jìn)作用。
四、以全面實(shí)行工程建設(shè)監(jiān)理制為突破口,在全國(guó)率先推行了水土保持“三項(xiàng)制度”改革
一是在黃河水保生態(tài)工程等重點(diǎn)項(xiàng)目中全面推行工程建設(shè)監(jiān)理制,成立了西安黃河監(jiān)理有限公司,對(duì)黃河水保生態(tài)工程項(xiàng)目進(jìn)行了全面監(jiān)理;頒發(fā)了《黃河水土保持生態(tài)工程施工監(jiān)理暫行規(guī)定》,對(duì)監(jiān)理的有關(guān)程序及實(shí)施細(xì)則進(jìn)行了明確的規(guī)定。山西省有11個(gè)地(市)成立了水土保持監(jiān)理機(jī)構(gòu),在湫水河重點(diǎn)治理區(qū)、國(guó)家財(cái)政預(yù)算內(nèi)專項(xiàng)資金水土保持項(xiàng)目、汾河上游項(xiàng)目中實(shí)行了工程建設(shè)監(jiān)理。寧夏、內(nèi)蒙、河南等省區(qū)也在一些國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目水土保持項(xiàng)目中推行了工程建設(shè)監(jiān)理制。
二是在水土保持治溝骨干工程建設(shè)中進(jìn)行了招投標(biāo)試點(diǎn)。山西在項(xiàng)目執(zhí)行中,對(duì)于較大投資的治溝骨干工程大都采用招投標(biāo)的辦法,公開(kāi)、公平、公正地?fù)駜?yōu)選定施工隊(duì)伍。青海西寧市對(duì)谷坊、淤地壩、溝頭防護(hù)工程實(shí)行招投標(biāo),選擇技術(shù)力量強(qiáng)的工程隊(duì)進(jìn)行施工,保證工程建設(shè)質(zhì)量;青?;ブh對(duì)水保治溝骨干工程還實(shí)行了議標(biāo)制。
三是為強(qiáng)化項(xiàng)目管理,明確項(xiàng)目責(zé)任,首次將黃委的西峰、綏德治理監(jiān)督局作為示范區(qū)項(xiàng)目的建設(shè)法人單位。五年來(lái),通過(guò)推行“三項(xiàng)制度”改革,流域內(nèi)水土保持項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量得到明顯提高。
五、流域水土保持工作逐步走上規(guī)范化軌道
為保證工程建設(shè)的質(zhì)量和效益,黃委和流域各省區(qū)業(yè)務(wù)部門在規(guī)范工程管理上做了大量的工作。一是根據(jù)國(guó)家對(duì)基本建設(shè)項(xiàng)目的管理要求,全面規(guī)范了水土保持工程建設(shè)項(xiàng)目的前期工作,要求水土保持工程項(xiàng)目要嚴(yán)格按照規(guī)劃、項(xiàng)目建議書(shū)、可行性研究、初步設(shè)計(jì)四個(gè)前期工作程序進(jìn)行操作。并按此開(kāi)展了黃河水土保持生態(tài)工程等一批水土保持項(xiàng)目。二是制定了一系列管理辦法和規(guī)定,從項(xiàng)目的立項(xiàng)、審批、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收和管護(hù)等都有嚴(yán)格規(guī)定。出臺(tái)了《黃河流域水土保持治溝骨干工程建設(shè)和管理規(guī)定》、《黃河水土保持生態(tài)工程質(zhì)量監(jiān)督管理辦法》、《黃河水土保持生態(tài)工程年度檢查辦法》和《黃河水土保持生態(tài)工程竣工驗(yàn)收辦法》等一系列管理辦法。三是改革資金管理辦法。為管好用好中央資金,黃委下發(fā)《黃河水土保持生態(tài)工程中央財(cái)政資金報(bào)賬制管理暫行辦法》,要求設(shè)立專門的資金報(bào)賬賬戶,明確了資金報(bào)賬程序。耤河示范區(qū)在黃河水保生態(tài)工程建設(shè)中率先實(shí)行了報(bào)賬制;山西省在總結(jié)世行貸款項(xiàng)目和汾河上游重點(diǎn)治理項(xiàng)目報(bào)賬經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,在全省水土保持項(xiàng)目中全面推行了報(bào)賬制。項(xiàng)目管理的規(guī)范化,促進(jìn)了水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)和行政指令的管理方式向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下的現(xiàn)代化管理方式轉(zhuǎn)變。
六、水土保持關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)研究取得重大突破,基礎(chǔ)工作得到明顯加強(qiáng)
開(kāi)展的《黃河中游多沙粗沙區(qū)區(qū)域及產(chǎn)沙輸沙規(guī)律研究》課題達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,確定了黃河中游水土流失防治的重點(diǎn)區(qū)域,為下游防洪減淤、流域水資源開(kāi)發(fā)利用和改善生態(tài)環(huán)境等決策提供了科學(xué)依據(jù)。同時(shí)還組織開(kāi)展了《黃土丘陵溝壑區(qū)小流域壩系相對(duì)穩(wěn)定及水土資源開(kāi)發(fā)利用研究》、《山坡地生態(tài)穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展技術(shù)研究》、《黃土高原不同類型區(qū)水土保持綜合治理關(guān)鍵措施與組合研究》和《水利水保工程對(duì)黃河水資源的影響研究》等一批水土保持科研課題。這些科技成果的取得,為流域水土保持生態(tài)建設(shè)提供了強(qiáng)大的科技支撐。
基礎(chǔ)工作也得到了加強(qiáng)。在完成流域性宏觀規(guī)劃的基礎(chǔ)上,先后編制了《黃河上中游多沙粗沙區(qū)治溝骨干工程建設(shè)規(guī)劃》和《黃河流域坡耕地治理規(guī)劃》等專項(xiàng)規(guī)劃和《黃河水土保持生態(tài)工程窟野河規(guī)劃》等11條支流的規(guī)劃報(bào)告。完成了《黃河水土保持生態(tài)工程窟野河榆林項(xiàng)目區(qū)可研報(bào)告》等一批重點(diǎn)項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告。這些前期工作開(kāi)展,儲(chǔ)備了一批項(xiàng)目,提高了水土保持工程建設(shè)的技術(shù)含量。
七、水土保持預(yù)防監(jiān)督工作成效顯著
五年來(lái),在流域機(jī)構(gòu)統(tǒng)一協(xié)調(diào)和督促下,流域內(nèi)300多個(gè)縣組建了監(jiān)督執(zhí)法機(jī)構(gòu),組建率達(dá)92%。230多個(gè)縣(市)制定和完善了水土保持配套法規(guī)和政策,基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)防監(jiān)督管理工作的規(guī)范化和科學(xué)化。目前,全流域縣級(jí)預(yù)防監(jiān)督規(guī)范化建設(shè)已經(jīng)完成,并于2001年進(jìn)行了全面驗(yàn)收。同時(shí)黃河上中游6省區(qū)開(kāi)展規(guī)范化建設(shè)的10個(gè)試點(diǎn)地(市、盟),174個(gè)國(guó)家重點(diǎn)防治區(qū)的規(guī)范化縣(市、區(qū)、旗)也全部驗(yàn)收合格。城市水土保持預(yù)防監(jiān)督工作也逐步深入,蘭州市西固區(qū)、太原市、韓城市三個(gè)全國(guó)水土保持城市試點(diǎn)順利通過(guò)國(guó)家組織的驗(yàn)收。各級(jí)人大也加大了水土保持執(zhí)法情況的監(jiān)督檢查。
在取得上述成就的同時(shí),我們也要清醒地看到,黃河流域水土保持生態(tài)建設(shè)面臨著十分嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
一是水土流失面廣量大,治理難度愈來(lái)愈大。
二是隨著西部大開(kāi)發(fā)的實(shí)施,公路、鐵路、能源等基礎(chǔ)設(shè)施都在大規(guī)模地進(jìn)行建設(shè),對(duì)自然資源的開(kāi)發(fā)強(qiáng)度不斷增加,使水土保持和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的壓力明顯加大。
三是流域水土保持監(jiān)測(cè)系統(tǒng)雖已開(kāi)始啟動(dòng)建設(shè),但還不能滿足流域水土保持各項(xiàng)工作的需要。還存在信息的時(shí)效性得不到保障、信息的準(zhǔn)確度難以核實(shí)、信息資源的整合和利用程度不高,尚未建立規(guī)范的信息機(jī)制等問(wèn)題。
今后一個(gè)時(shí)期,黃河流域水土保持生態(tài)建設(shè)要以黨的十六大精神和“三個(gè)代表”重要思想為指導(dǎo),以國(guó)務(wù)院批復(fù)的《黃河近期重點(diǎn)治理開(kāi)發(fā)規(guī)劃》為依據(jù),與時(shí)俱進(jìn),開(kāi)拓創(chuàng)新,按照“防治結(jié)合,保護(hù)優(yōu)先,強(qiáng)化治理”的水土保持方略,以多沙粗沙區(qū)為重點(diǎn),加快以治溝骨干工程為主體的小流域溝道壩系建設(shè),促進(jìn)退耕還林還草;充分利用生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力,采取封山育林、封坡禁牧等措施,加快林草植被恢復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)的改善;通過(guò)機(jī)制創(chuàng)新和科技創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)水土保持向現(xiàn)代水土保持轉(zhuǎn)變,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),節(jié)約保護(hù),優(yōu)化配置,合理開(kāi)發(fā)利用水土資源;以改善群眾生產(chǎn)生活條件,發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì),減少入黃泥沙為目標(biāo),建設(shè)黃土高原地區(qū)生態(tài)屏障,為治理開(kāi)發(fā)黃河,實(shí)現(xiàn)區(qū)域人口、資源、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展和西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略順利實(shí)施提供支撐和保障。
在治理的戰(zhàn)略布局上,將以水土流失最嚴(yán)重、對(duì)下游淤積影響最大的黃河中游7.86萬(wàn)平方公里的多沙粗沙區(qū)為重點(diǎn),集中力量,加大投入,加快治理。在治理的措施安排上,把溝道壩系工程建設(shè)擺在突出位置。近期將認(rèn)真落實(shí)黃土高原淤地壩建設(shè)前期工作座談會(huì)精神,抓緊完成《黃土高原地區(qū)水土保持淤地壩建設(shè)規(guī)劃》。積極組織協(xié)調(diào)流域各省區(qū)完成本省區(qū)淤地壩建設(shè)規(guī)劃和可行性研究報(bào)告。在前期工作順利完成后,全面啟動(dòng)黃土高原淤地壩建設(shè)工程。同時(shí)啟動(dòng)建設(shè)一批布局合理、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、安全穩(wěn)定、效益突出、管理規(guī)范的示范小流域壩系,為黃土高原大面積進(jìn)行溝道壩系建設(shè)提供示范和樣板。組織淤地壩建設(shè)管理體制研究,在廣泛調(diào)研黃河流域淤地壩產(chǎn)權(quán)制度改革的基礎(chǔ)上,結(jié)合新的形勢(shì)要求,探索淤地壩建設(shè)新的管理體制和機(jī)制,為大規(guī)模淤地壩建設(shè)做好準(zhǔn)備。
在生態(tài)建設(shè)中,繼續(xù)抓好黃河水土保持生態(tài)工程建設(shè),重點(diǎn)圍繞黃河水土保持生態(tài)工程建設(shè)過(guò)程中的薄弱環(huán)節(jié),在項(xiàng)目前期工作、水土保持生態(tài)建設(shè)監(jiān)測(cè)、機(jī)制體制運(yùn)行等方面作進(jìn)一步加強(qiáng)。近期著重抓好黃河水保生態(tài)工程重點(diǎn)支流治理項(xiàng)目的中期調(diào)整、耤河示范區(qū)建設(shè)和生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目的實(shí)施。
在加快水土流失防治步伐的同時(shí),繼續(xù)推進(jìn)黃河流域水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè),組織搞好監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作,盡快建成水土保持監(jiān)測(cè)系統(tǒng)西安中心站和鄭州終端站,積極協(xié)調(diào)流域各省區(qū)開(kāi)展省級(jí)監(jiān)測(cè)總站和重點(diǎn)監(jiān)測(cè)分站的建設(shè)。通過(guò)5~10年的建設(shè),在全流域建立自上而下的水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系,使水土保持監(jiān)測(cè)基本實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化和現(xiàn)代化。
【關(guān)鍵詞】大氣科學(xué);雨滴運(yùn)動(dòng);浮力;粘滯阻力;科里奧利力
近十幾年來(lái),由于意識(shí)到水土流失的嚴(yán)重危害,使得雨滴最終速度、動(dòng)能指標(biāo)和下落的影響因素在黃土高原坡耕地土壤侵蝕研究中倍受關(guān)注[1-2]。但是詳盡的實(shí)際雨滴運(yùn)動(dòng)特性研究幾乎沒(méi)有,僅有一些低精度、理想模型研究[3-7]。因此,實(shí)際雨滴運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型研究及其計(jì)算機(jī)模擬不僅可為黃土高原水土保持動(dòng)力學(xué)模型研究和試驗(yàn)提供一種理論支持,而且從理論上和實(shí)驗(yàn)上豐富和完善準(zhǔn)實(shí)際雨滴譜數(shù)據(jù)資料,進(jìn)而根據(jù)降水云系的不同特征提出更加詳盡的對(duì)流云和層狀云降水云系的劃分標(biāo)準(zhǔn),在統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的基礎(chǔ)上從動(dòng)力學(xué)的角度創(chuàng)新了一條研究思路。
本研究以西安地區(qū)為例,對(duì)地球大氣中準(zhǔn)實(shí)際雨滴下落的影響因素(萬(wàn)有引力、浮力、粘滯阻力和科里奧利力)進(jìn)行分析,建立雨滴運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型,并將數(shù)值解與水土保持動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較,給出雨滴運(yùn)動(dòng)的詳盡模型和圖像,獲得各個(gè)影響因素的作用權(quán)重。
根據(jù)土壤侵蝕與水土保持學(xué)報(bào)雨滴降落速度的數(shù)值模擬[9]得出的結(jié)果,對(duì)本模擬結(jié)果的分析評(píng)價(jià)(采取t檢驗(yàn)中的成對(duì)雙樣本均值分析方法),得到兩泊松相關(guān)系數(shù)為0.79326,顯然此誤差不是很大,可見(jiàn)本研究中大雨滴模型準(zhǔn)確性很好。
4 結(jié)論
粘滯阻力是影響雨滴運(yùn)動(dòng)最重要的因素,所以雨滴在到達(dá)地面之前必然達(dá)到一個(gè)收尾速度,下落時(shí)間也大幅增加,此收尾速度的大小與雨滴的直徑成正比,雨滴的直徑越大,收尾速度越大;由于慣性離心力爾引起的的重力加速度的微小變化,對(duì)收尾速度的影響可以忽略,也就是說(shuō)將重力加速度按照常量來(lái)分析幾乎不影響雨滴運(yùn)動(dòng)結(jié)果;浮力大約為重力的1/1000,基本不會(huì)對(duì)收尾速度產(chǎn)生影響。科里奧利力是使雨滴下落的發(fā)生東偏和南偏的唯一因素,不會(huì)對(duì)雨滴運(yùn)動(dòng)速度大小產(chǎn)生明顯的影響,東偏遠(yuǎn)比南偏顯著,下降高度越大,下降時(shí)間越長(zhǎng),偏移量越大;雨滴直徑越大,下降時(shí)間越短,偏移量越小。
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關(guān)鍵詞:地理;師生關(guān)系;語(yǔ)言
教學(xué)教學(xué),既有教又有學(xué),我們的教學(xué)過(guò)程是老師與學(xué)生之間的一種雙向交流過(guò)程。情感教育是我們教師“傳道、授業(yè)、解惑”之紐帶,在高中地理教學(xué)中,用情感動(dòng)學(xué)生、用趣激勵(lì)學(xué)生,使我們的師生關(guān)系進(jìn)一步融洽和諧,能夠有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與主動(dòng)探究精神。新課程標(biāo)準(zhǔn)中也曾要求地理教學(xué)應(yīng)有目標(biāo)、有計(jì)劃、有意識(shí)地滲透情感教育,使學(xué)生在體驗(yàn)情感的基礎(chǔ)上,充分地意識(shí)到地理學(xué)習(xí)的重要性。
一、和諧、融洽的師生關(guān)系是滲透情感教育的前提
我們大家都知道:建立和諧、融洽的師生關(guān)系,創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,是上好課的基礎(chǔ)。在我們的地理教學(xué)中,學(xué)生能不能積極地參與教學(xué)活動(dòng),關(guān)鍵是看我們的課堂教學(xué)氣氛。如果教師表情嚴(yán)肅,動(dòng)不動(dòng)就嚴(yán)厲呵斥學(xué)生,那么他們就不會(huì)表現(xiàn)出靈氣與個(gè)性,也不可能主動(dòng)地參與教學(xué)活動(dòng),更談不上大膽想象、勇于創(chuàng)新了;如果我們教師態(tài)度親切、和藹、不專橫,那么學(xué)生就會(huì)心情愉快、精神放松,就能有效地調(diào)動(dòng)他們探究問(wèn)題的積極性與學(xué)習(xí)熱情。例如,在學(xué)習(xí)《中國(guó)黃土高原水土流失的治理》一課時(shí),我這樣創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)氛圍:“同學(xué)們,你們知道黃土高原嚴(yán)重的水土流失的原因嗎?假如你是一名地質(zhì)探測(cè)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng),你將怎樣來(lái)解決這一問(wèn)題呢?”同學(xué)們聽(tīng)了后是熱情高漲,積極參與教學(xué)活動(dòng),他們?cè)趯W(xué)習(xí)中體驗(yàn)到了治理水土流失的必要性以及熱愛(ài)大自然的感情。
二、教師富有情感的語(yǔ)言是滲透情感教育的條件
世界上有眾多地理景觀、地理事物,我們的學(xué)生卻往往不能直接感知,雖說(shuō)在新課改下多媒體教學(xué)技術(shù)已深入課堂,多少?gòu)浹a(bǔ)了這方面的缺憾,但畢竟是九牛一毛,很多的時(shí)候還是靠教師用充滿激情的語(yǔ)言,通俗易懂、生動(dòng)形象地把學(xué)生帶入神圣的地理課堂。例如,在學(xué)習(xí)《水土流失的危害》時(shí),我用飽含感情的語(yǔ)言給學(xué)生朗誦了下列一段文字:“我們的祖國(guó)歷史悠久、美麗富饒,自然景觀更是五彩繽紛、千姿百態(tài)。有雄偉高大、綿延不絕的喜馬拉雅山脈;有“世界屋脊’之稱的青藏高原;有神秘莫測(cè)、郁郁蔥蔥的熱帶叢林;有深陷千丈的東非大裂谷……”這段洋溢著滿腔熱情的引言,加深了學(xué)生對(duì)祖國(guó)大好河山的熱愛(ài)之情。
關(guān)鍵詞: 高中地理 學(xué)習(xí)興趣 巧用教學(xué)方法
一 現(xiàn)代媒體教學(xué)法
現(xiàn)代教學(xué)媒體主要包括幻燈、投影、錄音、錄像、電視、計(jì)算機(jī)等。這些媒體具有形聲性、再現(xiàn)性和先進(jìn)性的特點(diǎn),主要以圖像和聲音的形式傳遞信息,可使學(xué)生真正做到眼耳并用、視聽(tīng)結(jié)合,使知識(shí)傳遞、接受、記憶變得比較容易。如運(yùn)用計(jì)算機(jī)教學(xué),可根據(jù)教學(xué)需要將要表現(xiàn)的對(duì)象由小變大、化遠(yuǎn)為近,可使反映過(guò)程由快變慢或由慢變快,可將事物的本質(zhì)要素突出地展現(xiàn)于學(xué)生面前。如地球公轉(zhuǎn)的規(guī)律及其產(chǎn)生的地理現(xiàn)象,抽象難懂,因時(shí)間和位置的局限,學(xué)生對(duì)天體的觀測(cè)又不可能是完整的。多媒體教學(xué)通過(guò)模擬、分解宇宙天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,將浩瀚星際空間濃縮于咫尺屏幕,分秒之間直觀立體地表現(xiàn)了四季更替、晝夜變化的復(fù)雜過(guò)程,使學(xué)生能“飛”離地球,從宇宙空間的各個(gè)不同角度俯視我們這顆美麗的星球。抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)化為具體的視覺(jué)圖像,變難為易,變枯燥為生動(dòng),使學(xué)生樂(lè)看、樂(lè)聽(tīng)、樂(lè)學(xué)、樂(lè)思,大大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、巧用優(yōu)美詩(shī)句
古詩(shī)詞、成語(yǔ)中蘊(yùn)藏地理知識(shí)還有很多,對(duì)地貌、地形、月相、地球運(yùn)動(dòng)、地殼運(yùn)動(dòng)、外力作用的描述等等,只要我們平時(shí)多積累,多思考它們與相關(guān)課本內(nèi)容的聯(lián)系,上課就能應(yīng)用得當(dāng)。把古詩(shī)文中的優(yōu)美的詩(shī)句,結(jié)合地理知識(shí)的內(nèi)容在課堂上講解,使人耳目一新、引人入勝。水土流失是現(xiàn)在植被破壞地區(qū)一種常見(jiàn)的現(xiàn)象,它對(duì)環(huán)境的影響深遠(yuǎn),既導(dǎo)致土壤的肥力下降、涵養(yǎng)水源的能力減弱,還能淤塞河道、湖泊,加劇洪水的危害和少雨時(shí)干旱。水土流失最典型的地方莫于黃土高原。其實(shí)在古代的成語(yǔ)中就有了關(guān)于黃土高原水土流失的描述―涇渭分明。
講地形時(shí)用"君不見(jiàn)黃河之水天上來(lái),奔騰到海不復(fù)回","百川東到海,何時(shí)復(fù)西歸";講氣候垂直分布時(shí)用"一山有四季,十里不同天","人間四月芳菲盡,山寺桃花始盛開(kāi)";講梅雨時(shí)用"黃梅時(shí)節(jié)家家雨,青草池塘處處蛙";講森林有涵養(yǎng)水源保持水土?xí)r用"明月松間照,清泉石上流";講森林美化環(huán)境時(shí)用"綠樹(shù)村邊合,青山廓外斜";講內(nèi)蒙古高原時(shí)用"天蒼蒼,野茫茫,風(fēng)吹草低見(jiàn)牛羊";講丘陵時(shí)用"日照香爐生紫煙,遙看瀑布掛前川"(廬山),這些詩(shī)猶如"味精"一般使地理課堂更增添了一番風(fēng)味。
涇渭分明有幾種解析,唐宋之前是渭河濁涇河清;唐宋時(shí)是涇河濁渭河清;到了清代又成了渭河濁涇河清。但不管是那種情況,都是有一條河流的泥沙含量要大很多,因?yàn)楣糯I(yè)污染對(duì)環(huán)境幾乎沒(méi)什么影響,生活污水也很有限,所以只有水土流失導(dǎo)致河流的泥沙含量增加才產(chǎn)生河流之間明顯的水質(zhì)不同。涇河和渭河的流域范圍都是在黃土高原地區(qū)的,它們?cè)诓煌某霈F(xiàn)了水質(zhì)的轉(zhuǎn)換,既反映了古代黃土高原出現(xiàn)了較嚴(yán)重的水土流失了,還出現(xiàn)過(guò)植被恢復(fù)了又被破壞的現(xiàn)象。這就是很好地理教學(xué)案例。為什么有時(shí)是渭河濁涇河清,有時(shí)是涇河濁渭河清,這就是植被對(duì)河流含沙和對(duì)水質(zhì)影響的經(jīng)典故事。也符合現(xiàn)代植樹(shù)造林對(duì)地理環(huán)境產(chǎn)生的影響,植被覆蓋率高,能保持水土,河流水就清澈;反之則河流水渾濁。
三、巧用趣味故事
在地理課堂中可以用地理故事增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)地理的興趣。如講"氣候"一節(jié)時(shí),可講《三國(guó)演義》中的諸葛亮"草船借箭"的故事,讓學(xué)生了解諸葛亮是位杰出的政治家、軍事家,同時(shí),也是位地理學(xué)家。他并不是祭神而得來(lái)的風(fēng)和雨,而是他具有淵博的天文與地理知識(shí),知道天氣變化情況,所以取得了一個(gè)又一個(gè)戰(zhàn)略的勝利;讓學(xué)生明白地理知識(shí)的重要性,學(xué)習(xí)熱情就更加高漲。
講"西亞"一節(jié)時(shí),講阿拉伯國(guó)家風(fēng)俗習(xí)慣的一些小故事,阿拉伯人喜愛(ài)白色,很多建筑物的外觀是白色的,在電視里也可看到阿拉伯人戴著白色的纏頭巾和穿著寬大白色長(zhǎng)袍。講完后,提出疑問(wèn):為什么他們喜愛(ài)白色呢?當(dāng)然這與他們的風(fēng)俗習(xí)慣有關(guān),但其中最重要的原因是西亞氣候干燥,白色對(duì)強(qiáng)烈的陽(yáng)光有反射作用,故吸熱少。從而使學(xué)生對(duì)西亞氣候形成長(zhǎng)時(shí)記憶。
四、巧用通俗歌曲
歌詞通俗流暢,容易為學(xué)生所接受,激發(fā)學(xué)生對(duì)祖國(guó)河山和大自然的熱愛(ài)。在講“長(zhǎng)江”時(shí),讓學(xué)生先聽(tīng)《長(zhǎng)江之歌》,從中理解中華兒女對(duì)長(zhǎng)江的無(wú)限贊美之情。利用歌詞中“你從雪山走來(lái)”點(diǎn)明河流的源頭在地勢(shì)很高的唐古拉山脈;“你向東海奔去”得出長(zhǎng)江是外流河,順地勢(shì)自西向東流入東海,同時(shí)可以歸納出我國(guó)地勢(shì)西高東低的特點(diǎn)?!吨袊?guó)的河流和湖泊》第二節(jié)"長(zhǎng)江"時(shí),我借來(lái)電子琴邊唱邊彈《長(zhǎng)江之歌》,一段唱下來(lái),有的同學(xué)已能跟著唱起來(lái),師生共同用優(yōu)美的歌詞唱出對(duì)祖國(guó)的愛(ài),對(duì)長(zhǎng)江的愛(ài),從而引起學(xué)生的興趣,又達(dá)到了愛(ài)國(guó)主義教育融于教學(xué)的目的。歌曲以它獨(dú)到的魅力吸引著成千上萬(wàn)的人們。
在學(xué)習(xí)“亞洲地形和河流”時(shí),讓學(xué)生先齊唱歌曲《亞洲雄風(fēng)》:“我們亞洲,山是高昂的頭,我們亞洲,河像熱血流……”,使學(xué)生腦海中涌現(xiàn)出亞洲山河的壯麗畫(huà)卷,然后結(jié)合課本討論:這里的“山”如果是世界的“頭”那么這座山是指哪座山?“我們亞洲,河像熱血流”是說(shuō)亞洲河流眾多,奔流不息,請(qǐng)?jiān)诘貓D上找出亞洲主要大河,亞洲河網(wǎng)分布有哪些主要特征?從河流的流向歸納出亞洲地形、地勢(shì)的特點(diǎn)。
五 動(dòng)手操作
讓學(xué)生動(dòng)手操作有時(shí)比教師講解效果好得多,因?qū)W生在動(dòng)手操作過(guò)程中,會(huì)遇到一系列的實(shí)際問(wèn)題,這會(huì)促進(jìn)學(xué)生思考、探索。如在講日、月、地三者的運(yùn)動(dòng)關(guān)系時(shí),讓學(xué)生親自動(dòng)手制作三球儀,然后用三球儀演示,學(xué)生很容易地掌握了有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。這不僅發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性,還可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。
地理教師不斷改進(jìn)教學(xué)方法,提高自身素質(zhì),更新教學(xué)手段,提高教學(xué)藝術(shù),才能使中學(xué)生的地理學(xué)習(xí)從“被動(dòng)、枯燥”變?yōu)椤爸鲃?dòng)、有趣”,為祖國(guó)培養(yǎng)新世紀(jì)新型的地理人才。
關(guān)鍵詞:模型黃河 工程
“原型黃河”或“自然黃河”,是我們治理開(kāi)發(fā)和管理的對(duì)象,其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“四個(gè)不”,即“堤防不決口,河道不斷流,水質(zhì)不超標(biāo),河床不抬高”,最終實(shí)現(xiàn)黃河的長(zhǎng)治久安。要建設(shè)好“原型黃河”,還必須建設(shè)另外兩條黃河,一條是“數(shù)字黃河”,另一條是“物理模型黃河”(以下簡(jiǎn)稱“模型黃河”)?!澳P忘S河”可對(duì)“原型黃河”所反映的自然現(xiàn)象進(jìn)行反演、模擬和試驗(yàn),從而揭示“原型黃河”內(nèi)在的自然規(guī)律?!澳P忘S河”有三個(gè)明顯的特點(diǎn):一是可系統(tǒng)聯(lián)系黃河的一系列零散因素,并直觀看出它們相互之間的關(guān)系,二是可使黃河各種抽象的現(xiàn)象具體化甚至量化,三是可直觀呈現(xiàn)黃河不同治理開(kāi)發(fā)方案的結(jié)果,使科學(xué)決策便捷、準(zhǔn)確。建設(shè)“模型黃河”,一方面直接為“原型黃河”提供治理開(kāi)發(fā)方案,另一方面為“數(shù)字黃河”工程建設(shè)提供物理參數(shù)。同時(shí),“模型黃河”還應(yīng)成為“數(shù)字黃河”通過(guò)模擬分析提出“原型黃河”治理開(kāi)發(fā)方案的中試環(huán)節(jié)。通過(guò)“數(shù)字黃河”與“模型黃河”的聯(lián)合運(yùn)用,確保各種治理開(kāi)發(fā)方案在“原型黃河”上實(shí)現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全有效的目標(biāo)。
一、構(gòu)建完整的“模型黃河”體系
針對(duì)黃河存在的主要問(wèn)題,“模型黃河”體系的構(gòu)建應(yīng)包括四個(gè)方面的內(nèi)容,即黃土高原模型、水庫(kù)模型、河道模型及河口模型。
(一)黃土高原模型
黃土高原的多沙粗沙區(qū),水土流失的主要原因是重力侵蝕。因此,抬高侵蝕基準(zhǔn)面措施(如修建治溝骨干工程和淤地壩系)的治理效果最為明顯。據(jù)統(tǒng)計(jì),20世紀(jì)70年代以來(lái),三門峽以上一般年份來(lái)沙量減少了3億噸,其中淤地壩及水庫(kù)減沙占90%以上。同時(shí),淤地壩形成的壩地,由于它攔蓄了徑流沖刷坡面的表層土壤,水肥條件優(yōu)越,畝產(chǎn)是坡耕地的10倍以上,因此,深受當(dāng)?shù)剞r(nóng)民群眾的歡迎。
治溝骨干工程和淤地壩系建設(shè)的理論依據(jù)是“相對(duì)平衡理論”。即隨著壩區(qū)淤積逐漸增加和壩體逐步加高,抬高了溝道侵蝕基準(zhǔn)面,使溝坡相對(duì)高度和坡度逐漸減小,當(dāng)壩地面積與控制流域面積的比例足夠大、溝坡相對(duì)高度和坡度達(dá)到某一值時(shí),重力侵蝕和溝蝕量變得很小,一定頻率洪水及其挾帶的泥沙平鋪在壩地上,且水深和泥沙淤積厚度不影響壩地上農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)。
目前,壩系“相對(duì)平衡理論”尚不成熟,尤其是對(duì)壩系相對(duì)穩(wěn)定的前提條件,以及如何確定建壩座數(shù)、最佳攔沙庫(kù)容和滯洪壩高等問(wèn)題,尚缺乏系統(tǒng)和深入的研究。只有解決了壩系建設(shè)的一系列理論問(wèn)題,并由此指導(dǎo)廣大群眾的實(shí)踐活動(dòng),才有可能大大提高其安全性,避免農(nóng)民群眾自發(fā)建設(shè)的壩系工程被洪水沖毀的現(xiàn)象,使其真正成為旱澇保收的基本農(nóng)田,同時(shí)又收到攔蓄泥沙的良好效果,并最終實(shí)現(xiàn)遏制溝道重力道侵蝕的“相對(duì)平衡”目標(biāo)。
特別指出,在黃土高原水土流失區(qū)不同的區(qū)域,由于其小氣候特征、地形、地貌、土壤等因素存在著一定的差異,因此,不同區(qū)域建立壩系“相對(duì)平衡”的條件是不一樣的。
基于以上考慮,可以分別就黃土高原多沙粗沙區(qū)的某一條小流域或其中的某一條支溝建立物理模型,首先對(duì)其侵蝕的機(jī)理進(jìn)行分析模擬,找出其侵蝕的基本規(guī)律,然后將其治理的治溝骨干工程或淤地壩系擺進(jìn)模型里,本著最終實(shí)現(xiàn)“相對(duì)平衡”的目標(biāo),對(duì)各種可能的治理方案進(jìn)行試驗(yàn),在此基礎(chǔ)上,提出某一支溝的治理方案,并將試驗(yàn)研究推薦的治理方案付諸于具體的治理實(shí)踐中。如此,一條溝一條溝地進(jìn)行試驗(yàn)研究,治理的生產(chǎn)任務(wù)也對(duì)應(yīng)著一條溝一條溝地進(jìn)行安排,把試驗(yàn)研究成果變成現(xiàn)實(shí)。長(zhǎng)此以往,我們就可以建立起黃土高原治理的“相對(duì)平衡”理論,并用以指導(dǎo)整個(gè)黃土高原的水土流失治理。
不可否認(rèn),目前我們規(guī)劃的治溝骨干工程和淤地壩系的總體布局以及對(duì)未來(lái)某一水平年的減沙效益的測(cè)算都帶有經(jīng)驗(yàn)性,如果建立起黃土高原水土流失治理的物理模型,就可以通過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)研究將工程布局的規(guī)劃及其減沙效益進(jìn)行量化分析,大大提高治理規(guī)劃的科技含量和對(duì)減沙效益預(yù)測(cè)的可信度。
但是,也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,此類模型的構(gòu)建具有相當(dāng)?shù)碾y度。截至目前,國(guó)際上尚沒(méi)有建立類似模擬黃土高原水土流失重力侵蝕現(xiàn)象的物理模型,現(xiàn)有的模型均是針對(duì)模擬面蝕、淺溝流失等現(xiàn)象的。如比利時(shí)地理實(shí)驗(yàn)室、希臘雅典農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室建立的物理模型,主要是研究耕地水土流失與水流、土壤質(zhì)量、坡降、土地空間變化等關(guān)系。美國(guó)研究水土流失的部分機(jī)構(gòu)有:密西西比泥沙實(shí)驗(yàn)室、中南地區(qū)水土管理研究室、印地安納國(guó)家水土流失實(shí)驗(yàn)室、東北流域研究實(shí)驗(yàn)室、得克薩斯草地水土研究實(shí)驗(yàn)室等,這些機(jī)構(gòu)基本上都是利用大型實(shí)驗(yàn)室,試驗(yàn)研究坡降、地表水徑流量、地下水、泥沙粒徑、土壤結(jié)構(gòu)、表層覆蓋、表層糙率、降雨等因素對(duì)水土流失的影響。我國(guó)中科院楊陵水土保持實(shí)驗(yàn)室,主要是模擬黃土高原面蝕、淺溝流失現(xiàn)象,對(duì)于重力侵蝕則多是分析研究原型觀測(cè)資料。由此看來(lái),建立試驗(yàn)研究黃土高原重力侵蝕現(xiàn)象并提出治理措施的物理模型是一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的工作。
(二)水庫(kù)模型
在黃河上修建水庫(kù),將會(huì)使天然河床的邊界條件發(fā)生很大變化。對(duì)水庫(kù)上游來(lái)說(shuō),抬高了侵蝕基準(zhǔn)面,對(duì)水庫(kù)下游來(lái)說(shuō),改變了來(lái)水來(lái)沙條件。河流環(huán)境的改變,將引起上下游河道及庫(kù)區(qū)河型的轉(zhuǎn)化和河床的變化調(diào)整。水庫(kù)模型的建設(shè),就是通過(guò)廣泛而深入的試驗(yàn)研究,探索其變化和調(diào)整的規(guī)律。黃河水庫(kù)模型至少應(yīng)用于以下方面。
1.提出三門峽庫(kù)區(qū)治理方案
試驗(yàn)研究在不同進(jìn)庫(kù)水沙條件、不同運(yùn)用水位及不同出庫(kù)水沙條件下,三門峽庫(kù)區(qū)的沖淤變化規(guī)律。從而提出潼關(guān)以下庫(kù)區(qū)河道河勢(shì)變化及其治理的工程布局、潼關(guān)高程變化分析及其改善措施、潼關(guān)以上庫(kù)區(qū)的治理方案等。
2.確定小浪底水庫(kù)運(yùn)用方式
試驗(yàn)研究不同邊界條件下的庫(kù)區(qū)縱向與橫向發(fā)展調(diào)整及其影響范圍、庫(kù)區(qū)淤積形態(tài),異重流排沙、明流排沙、相機(jī)降低水位沖刷水庫(kù)的條件及其對(duì)下游河道的影響,在不對(duì)下游河道造成負(fù)面影響的情況下,優(yōu)化塑造庫(kù)區(qū)淤積形態(tài),論證確定不同時(shí)期小浪底水庫(kù)科學(xué)的運(yùn)用方式。
3.擬建水庫(kù)的淤積形態(tài)設(shè)計(jì)
擬建的古賢、磧口水庫(kù),均位于黃河干流上。可通過(guò)模型試驗(yàn)研究水庫(kù)特征水位及其泄流規(guī)模、水庫(kù)運(yùn)用方式、庫(kù)區(qū)干支流形態(tài)變化規(guī)律及其影響范圍,提出滿足水庫(kù)設(shè)計(jì)需要的一系列物理參數(shù)。
4.優(yōu)化中游水沙調(diào)控體系的聯(lián)合運(yùn)用機(jī)制
現(xiàn)狀條件,中游水沙調(diào)控體系包括三門峽、小浪底、陸渾和故縣水庫(kù),遠(yuǎn)期還有河口村、古賢和磧口水庫(kù)加入。對(duì)于進(jìn)入黃河下游的水沙,都將由上述調(diào)控體系聯(lián)合運(yùn)用來(lái)進(jìn)行控制,如何根據(jù)不同的來(lái)水來(lái)沙條件,科學(xué)確定調(diào)控體系各個(gè)組成部分之間的責(zé)任分配,需要通過(guò)模型試驗(yàn)進(jìn)行研究確定。近期可就三門峽水庫(kù)與小浪底水庫(kù)的聯(lián)合調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用,特別是通過(guò)三門峽水庫(kù)的調(diào)水調(diào)沙人工塑造小浪底水庫(kù)庫(kù)區(qū)的異重流進(jìn)行試驗(yàn)研究。
(三)河道模型
20世紀(jì)30~40年代,德國(guó)H.Engels利用河道模型試驗(yàn)研究黃河下游游蕩性河道的演變,這是世界上首例關(guān)于黃河的河道模型試驗(yàn),H.Engels因此被譽(yù)為水利科研界的卓越先驅(qū)。在此以后的半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),我國(guó)學(xué)者開(kāi)展了大量的黃河河道模型試驗(yàn),取得了極其寶貴的研究成果。然而,由于黃河問(wèn)題的復(fù)雜性,到目前為止,我們對(duì)黃河自身固有的自然規(guī)律的認(rèn)識(shí)還很膚淺,再加之新情況、新問(wèn)題不斷出現(xiàn),迫切需要我們無(wú)論是在范圍和規(guī)模上,還是在試驗(yàn)研究的深度上去建設(shè)和運(yùn)行黃河的河道模型。
河道模型主要應(yīng)用于分析研究河床演變規(guī)律、確定河道整治方案、提出適宜黃河下游河道排沙入海的小浪底水庫(kù)調(diào)水調(diào)沙方案、河道沿程洪峰流量及洪水位預(yù)報(bào)、灘區(qū)淹沒(méi)范圍預(yù)報(bào)等。
1.分析研究河床演變規(guī)律
著重就不同歷時(shí)、不同流量、不同含沙量及其組合的各種水沙條件對(duì)河床演變的影響進(jìn)行分析研究,探求河床變形、河勢(shì)變化及河型轉(zhuǎn)化等情況發(fā)生的主要邊界條件和規(guī)律,對(duì)河床下切、展寬或淤積、斜河、橫河、滾河、工程著溜或脫溜等情況及其變化趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)。
2.確定河道整治方案
目前,黃河下游還有299公里的游蕩性河道尚未得到有效的控制,河槽寬淺散亂,主流擺動(dòng)頻繁,斜河、橫河、滾河現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。因此,盡早確定黃河下游游蕩性河道的整治方案并付諸實(shí)施,顯得十分必要。
要通過(guò)河道模型試驗(yàn),研究確定各個(gè)河段具體的整治方案、控導(dǎo)工程布局、結(jié)構(gòu)型式及其它有關(guān)參數(shù)(如設(shè)計(jì)流量、排洪寬度、治導(dǎo)線等)。
3.提出適宜下游河道排沙入海的小浪底水庫(kù)調(diào)水調(diào)沙方案
首先通過(guò)對(duì)黃河下游河道輸沙特性的模型試驗(yàn),找出黃河下游河道排沙入海的最優(yōu)水沙組合過(guò)程,這種水沙組合,在排沙入海的過(guò)程中,既不使河床發(fā)生淤積,也不致使輸沙水流的能量過(guò)剩。然后,就此向小浪底水庫(kù)提出調(diào)水調(diào)沙的具體要求,即要求小浪底水庫(kù)下泄的流量大小及歷時(shí)、含沙量、泥沙級(jí)配等,符合黃河下游河道排沙入海的最優(yōu)水沙組合要求。
4.河道洪水演進(jìn)、洪峰流量及洪水位預(yù)報(bào)
利用河道模型對(duì)不同量級(jí)的洪水進(jìn)行演進(jìn)并對(duì)沿程洪峰流量和洪水位進(jìn)行預(yù)報(bào),對(duì)防洪決策具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。具體操作時(shí),河道模型可與小花間洪水警報(bào)預(yù)報(bào)系統(tǒng)相結(jié)合,當(dāng)洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)提出花園口斷面可能發(fā)生的洪峰流量時(shí),可把這一流量在河道模型上進(jìn)行演進(jìn),從而可對(duì)沿程各個(gè)斷面的洪峰流量及洪水位做出預(yù)報(bào)。美國(guó)建立的密西西比河流域露天模型(面積達(dá)14.67萬(wàn)平方米),范圍包括密西西比河干支流及墨西哥灣,試驗(yàn)的目的就是預(yù)報(bào)洪峰流量和洪水位。如1952年,支流密蘇里河大水,模型預(yù)報(bào)了洪水演進(jìn)。1973年密西西比河大水,模型預(yù)報(bào)了干支流的水位及流量,為防洪決策提供了很好的服務(wù)。
5.灘區(qū)淹沒(méi)范圍預(yù)報(bào)
利用河道模型試驗(yàn)進(jìn)行下游灘區(qū)淹沒(méi)范圍、淹沒(méi)深度、淹沒(méi)歷時(shí)等情況的預(yù)報(bào),將對(duì)灘區(qū)安全建設(shè)和洪水期灘區(qū)群眾的安全撤離提供科學(xué)依據(jù)。
通過(guò)“數(shù)字黃河”工程的建設(shè),將建立基于地理信息系統(tǒng)的洪水演進(jìn)和風(fēng)險(xiǎn)決策支持系統(tǒng),而這一系統(tǒng)的建立,則需要河道模型的反復(fù)運(yùn)行為其提供下游灘區(qū)洪水演進(jìn)的諸多物理參數(shù)。
(四)河口模型
黃河河口水流寬深比很大,流態(tài)多變,泥沙既有徑流挾運(yùn),也有潮流從海域帶來(lái),并因徑流與潮流比值不同而形成口門處的攔門沙。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離運(yùn)移,黃河河口地區(qū)的泥沙大都為細(xì)顆粒泥沙,且具有往復(fù)流特征,其絮凝沉降和啟動(dòng)特性十分復(fù)雜,這些都將使黃河河口的模型設(shè)計(jì)尤其是模型沙的選取具有相當(dāng)?shù)睦щy,而且加沙方法及其設(shè)備還將大大增加試驗(yàn)的難度。正因?yàn)槿绱?,相?duì)于河道模型試驗(yàn),黃河河口的模型試驗(yàn)做的很少,到目前為止,僅進(jìn)行過(guò)一些小尺度的物理模擬研究。
黃河河口的治理,在確保實(shí)現(xiàn)黃河下游“河床不抬高”、“堤防不決口”的目標(biāo)中占有重要的地位。因此,建設(shè)并運(yùn)行黃河河口模型是必要的。
黃河河口模型,主要用于分析研究河口演變規(guī)律,提出科學(xué)合理的河口治理方案。
1.分析研究河口演變規(guī)律
模擬分析清水溝流路不同階段歷史流路的發(fā)生條件和發(fā)育過(guò)程,重點(diǎn)研究淤灘成槽階段、沖刷擴(kuò)展階段和淤積延伸階段,找出各階段流路形成及變化的內(nèi)在機(jī)理。
模擬不同水沙條件和不同邊界條件下清水溝流路沿程的沖淤變化、形態(tài)變化、河勢(shì)擺動(dòng)、流路歷時(shí)、行洪排沙能力變化、造陸速率等,找出河口淤積延伸與水沙及其邊界條件之間的關(guān)系。
試驗(yàn)研究海洋動(dòng)力對(duì)河口輸沙的影響,分析海洋動(dòng)力與河口排沙能力的關(guān)系,并以此反求小浪底水庫(kù)調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用的時(shí)機(jī)。
試驗(yàn)研究攔門沙的發(fā)生條件、發(fā)展模式、發(fā)育地點(diǎn)和過(guò)程、對(duì)河口輸沙的影響,重點(diǎn)分析攔門沙的產(chǎn)生、發(fā)展與上游河道來(lái)水來(lái)沙及海域來(lái)沙的關(guān)系,研究減少攔門沙淤積的途徑和措施。
2.提出河口治理方案
在分析研究河口演變規(guī)律的基礎(chǔ)上,提出各種可能的治理方案,比如,疏浚尾閭河槽、截支強(qiáng)干、加大行洪排沙能力的方案,建導(dǎo)流堤將河口泥沙直接送入渤海的方案,現(xiàn)行入海流路的改道方案,引海水沖刷河口的方案等,將這些方案擺到模型里進(jìn)行試驗(yàn)研究,本著“降低淤積面高程,有利于河道行洪排沙入海”的原則,結(jié)合考慮河口地區(qū)的具體情況,提出科學(xué)合理的河口治理方案,供決策參考。 二、“模型黃河”建設(shè)與運(yùn)行的保障機(jī)制
建設(shè)“模型黃河”,是一種手段,是一種工具,而不是最終目的。其目的在于借助它更好地研究黃河,認(rèn)識(shí)黃河,在此基礎(chǔ)上提出科學(xué)合理的治理方案。因此,只有將其付諸運(yùn)行,才能充分發(fā)揮這一重要手段的作用。那么,怎樣才能確?!澳P忘S河”的運(yùn)行呢?
1.做好“模型黃河”工程建設(shè)的總體設(shè)計(jì)
要以“分析研究黃河自然規(guī)律,提出黃河治理科學(xué)方案”為目標(biāo),以“科學(xué)、系統(tǒng)、先進(jìn)、便捷”為原則,進(jìn)行“模型黃河”工程建設(shè)的總體設(shè)計(jì)。全面規(guī)劃,分步推進(jìn)。要特別重視提高“模型黃河”工程建設(shè)中的高科技含量,試驗(yàn)設(shè)備(特別是各種觀測(cè)設(shè)備)、運(yùn)行操作、成果形成及顯示等,要由一套高效、準(zhǔn)確、快捷的自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)完成。徹底改變以往由人工觀測(cè)和操作的方式,避免誤差,提高試驗(yàn)成果的科學(xué)性和準(zhǔn)確率。
2.建立穩(wěn)定且順暢的投資渠道
要充分認(rèn)識(shí)到,“模型黃河”的最終用戶是黃河水利委員會(huì)。因此,黃委要建立使“模型黃河”正常運(yùn)行的穩(wěn)定的投資渠道,黃河水利科學(xué)研究院是“模型黃河”的建設(shè)和運(yùn)行單位,黃委直接而不是再經(jīng)第三個(gè)單位向黃河水利科學(xué)研究院撥付專門供“模型黃河”運(yùn)行的資金,“模型黃河”的試驗(yàn)研究結(jié)果直接對(duì)黃委負(fù)責(zé)。
3.各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及業(yè)務(wù)部門要樹(shù)立科學(xué)決策的意識(shí)
這種科學(xué)決策的意識(shí),反映在黃河的治理開(kāi)發(fā)方案付諸實(shí)施之前,一定要有“模型黃河”的試驗(yàn)結(jié)果,而且要充分尊重和利用試驗(yàn)結(jié)果。例如,某一游蕩性河段的河道整治方案的確定,不能僅僅停留在各方不同意見(jiàn)的相互爭(zhēng)論之中,一定要在“模型黃河”上對(duì)擬定方案進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),凡是模型試驗(yàn)不成功的方案必須放棄。對(duì)于黃河下游的挖河方案也是如此,在沒(méi)有經(jīng)模型試驗(yàn)的情況下,決不可盲目實(shí)施,以免造成決策失誤。只有各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及業(yè)務(wù)部門樹(shù)立了科學(xué)決策的意識(shí),對(duì)“模型黃河”的需求才能源源不斷。有了諸多需求的牽引,“模型黃河”才會(huì)不斷地運(yùn)行起來(lái)。
4.“模型黃河”的運(yùn)行需要多部門的協(xié)同配合
“模型黃河”的建設(shè)與運(yùn)行,需要大量的相關(guān)基礎(chǔ)資料,如河道地形條件、來(lái)水來(lái)沙條件、工程布局條件、庫(kù)區(qū)測(cè)驗(yàn)資料等,而這些條件及資料的提供分布在不同的業(yè)務(wù)部門,因此,必須建立起一套行之有效的協(xié)同配合機(jī)制。
5.培養(yǎng)和造就一流的科研人才隊(duì)伍
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