
解釋湖泊面積大小的變化問題
湖水等水體鹽度的變化問題
內(nèi)流河演化成濕地過程中水量動(dòng)態(tài)平衡
約4千年前,非洲乍得湖面積約30多萬平方千米,水深160多米,是現(xiàn)今的幾十倍,屬于外流區(qū)域。如今乍得湖幾乎沒有地表水流出,卻是淡水湖,有學(xué)者人為其東北部的博德萊洼地是湖泊鹽分的“排泄場(chǎng)”。
思考:乍得湖是一個(gè)內(nèi)陸湖泊,湖水卻為何是淡水?
乍得湖雖然有多條河流注入,隨著大量河水注入的還有大量鹽分,而乍得湖沒有河流流出,在加上強(qiáng)烈的蒸發(fā),大量鹽分會(huì)在湖泊積累,使湖水鹽度升高,但乍得湖卻是淡水湖,這說明乍得湖通過湖水大量下滲進(jìn)行水體更新,從而降低湖水鹽度。
1.(2024·江西卷)根據(jù)材料完成下列小題。
? 我國某沙漠內(nèi)散布大量高大沙山(約20000km2)和湖泊(約20km2),多年平均年降水量約70mm,水面蒸發(fā)量約2000mm。沙漠中湖泊水量的補(bǔ)給來源引起了科研小組的關(guān)注。科研小組一研究發(fā)現(xiàn):相對(duì)于平坦沙地,沙山增強(qiáng)了降水下滲補(bǔ)給地下水的強(qiáng)度;沙山表層0.3m以下為濕沙層;多次降水實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)15mm的一次降水能下滲至0.3m深。假設(shè)“一次降水超過15mm的部分都補(bǔ)給地下水”(如18mm的一次降水補(bǔ)給地下水3mm),則可根據(jù)每年超過15mm的降水場(chǎng)次及相應(yīng)降水量(數(shù)據(jù)省略)計(jì)算出“沙山區(qū)降水對(duì)地下水的年補(bǔ)給量多年平均值約8mm”。????科研小組一基于“沙山區(qū)降水對(duì)地下水的年補(bǔ)給量多年平均值約8mm”的推斷,通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)“沙山區(qū)地下水—湖泊”系統(tǒng)的降水年補(bǔ)給量大于湖泊的年蒸發(fā)量(如下圖示意);若忽略地下蒸發(fā),當(dāng)?shù)亟邓阋跃S持湖泊水量的穩(wěn)定。而科研小組二則認(rèn)為“一次降水超過15mm的部分都補(bǔ)給地下水”的假設(shè)不合理,并猜測(cè)“沙山區(qū)地下水—湖泊”系統(tǒng)的主要補(bǔ)給來源可能是通過深層大斷裂獲得的沙漠區(qū)域外水量。
(1)科研小組一計(jì)算了“沙山區(qū)地下水—湖泊”系統(tǒng)的降水年補(bǔ)給量和湖泊的年蒸發(fā)量(以m3計(jì))。給出計(jì)算過程及結(jié)果。
降水年補(bǔ)給量=多年平均補(bǔ)給量×總面積(沙山/湖泊)湖泊年蒸發(fā)量=多年平均蒸發(fā)量×總面積(沙山/湖泊)
【參考答案】沙山區(qū)地下水的降水量補(bǔ)給量:8/1000×(20000×10002)=1.6×108(m3)湖泊的降水年補(bǔ)給量:70/1000×(20×10002)=1.4×106(m3)“沙山區(qū)地下水—湖泊”系統(tǒng)的降水年補(bǔ)給量:1.6×108+1.4×106=1.614×108(m3)湖泊的年蒸發(fā)量:(2000/1000)×(20×10002)=4×107(m3)
第一步:審題目設(shè)問第二步:列知識(shí)框架第三步:扣圖文材料 第四步:用專業(yè)術(shù)語
(2)科研小組二認(rèn)為“一次降水超過15mm的部分都補(bǔ)給地下水”的假設(shè)不合理,列出2條反對(duì)理由。
(2)“一次降水超過15mm的部分都補(bǔ)給地下水”的假設(shè)不合理,反對(duì)理由有很多,任意寫兩條即可。如該部分降水下滲至0.3m以下后仍有蒸發(fā),如果忽略該部分蒸發(fā)消耗,就會(huì)增大地下水補(bǔ)給的估算量;同理,該部分降水下滲至0.3m前也會(huì)蒸發(fā),忽略該部分蒸發(fā)消耗也會(huì)增大地下水補(bǔ)給的估算量;該部分降水在下滲過程中也會(huì)有蒸發(fā),忽略該部分蒸發(fā)消耗會(huì)增大地下水補(bǔ)給的估算量;該部分降水在下滲過程中不一定全部轉(zhuǎn)化為了地下水,也可能在沙山下部以徑流或泉水的形式滲出地表,最終也消耗于蒸發(fā),如果忽略該部分蒸發(fā)消耗,也會(huì)增大地下水補(bǔ)給的估算量;該部分降水不一定全部下滲轉(zhuǎn)化成了地下水,也可能有一部分未下滲,在地表形成徑流,最終消耗于蒸發(fā),忽略該部分蒸發(fā)消耗會(huì)增大地下水補(bǔ)給的估算量。
【參考答案】(2)該部分降水下滲至0.3m以下后仍有蒸發(fā),忽略該部分蒸發(fā)消耗會(huì)增大地下水補(bǔ)給的估算量;該部分降水下滲至0.3m前會(huì)蒸發(fā),忽略該部分蒸發(fā)消耗會(huì)增大地下水補(bǔ)給的估算量;該部分降水在下滲過程中會(huì)有蒸發(fā),忽略該部分蒸發(fā)消耗會(huì)增大地下水補(bǔ)給的估算量;該部分降水在下滲過程中可能在沙山下部以徑流或泉水的形式滲出地表(最終消耗于蒸發(fā))忽略該部分蒸發(fā)消耗會(huì)增大地下水補(bǔ)給的估算量;該部分降水可能有一部分未下滲,在地表形成徑流(最終消耗于蒸發(fā)),忽略該部分蒸發(fā)消耗會(huì)增大地下水補(bǔ)給的估算量。
湖濱地下水與湖泊互為補(bǔ)給,但補(bǔ)給量較少。該湖泊的降水量和蒸發(fā)量變化不大,但該湖泊地表徑流輸入量變化明顯
該湖泊1961-2020年各時(shí)期入湖地表徑流量相差較大,因此引起其水量變化的主導(dǎo)因素是地表徑流量。故D正確。
從圖中可以看出,該湖泊各時(shí)期降水量、蒸發(fā)量變化不大,因此引起其水量變化的主導(dǎo)因素不是氣溫、降水量、蒸發(fā)量,ABC錯(cuò)誤。
(2022·湖南卷)位于中亞的某內(nèi)陸咸水湖,擁有較豐富的濕地和動(dòng)植物資源,該湖泊近60年水量變化顯著。湖濱地下水與湖泊互為補(bǔ)給,但補(bǔ)給量較少。下圖示意該湖泊1961-2020年各時(shí)期入湖地表徑流量、降水量、蒸發(fā)量的變化。據(jù)此完成下面小題。
2.引起該湖泊近60年水量變化的主導(dǎo)因素是(??? )A.氣溫 B.降水量 C.蒸發(fā)量 D.地表徑流量
水量平衡原理:Δ儲(chǔ)水變化量=水分收入-水分支出該湖泊為中亞地區(qū)的內(nèi)陸咸水湖,其水分的收入量=入湖地表徑流量+降水量;該湖泊的水分支出量=蒸發(fā)量(由題目信息可知,湖泊與湖濱地下水的相互補(bǔ)給量較多,可以忽略不計(jì))
1970年-1989年“入湖地表徑流量+降水量<蒸發(fā)量”,其他年份與此相反或水量收支相差不大,因此1970-1989年湖泊儲(chǔ)水量減少,湖泊水位較低(低于地下水水位),湖濱地下水補(bǔ)給湖泊較多。故選B。
湖濱地下水補(bǔ)給該湖泊較多的時(shí)期,應(yīng)該是湖泊水位較低的時(shí)期,也就是湖泊儲(chǔ)水量減少的時(shí)期。
3.推測(cè)湖濱地下水補(bǔ)給該湖泊較多的時(shí)期是(?? ?)A.1961-1979年 B.1970-1989年 C.1980-1999年 D.2000-2020年
由上題解讀可知,20世紀(jì)80年代湖泊儲(chǔ)水量減少,水位降低(湖泊面積較?。?000年以來該湖泊整體上“入湖地表徑流量+降水量>蒸發(fā)量”
湖泊面積增大,沙塵天氣會(huì)減少,A錯(cuò)誤;湖岸線邊長(zhǎng),綠洲面積增加,CD錯(cuò)誤。湖泊面積增大,說明灌溉用水可能會(huì)減少,灌溉面積減小,B正確。
2000年以來該湖泊儲(chǔ)水量增加,面積增大(較大)
4.與20世紀(jì)80年代相比,2000年以來該湖泊湖岸地區(qū)(? ??)A.沙塵天氣增多 B.灌溉面積擴(kuò)大 C.湖岸線較穩(wěn)定 D.綠洲面積增加
概念:指任意選擇的區(qū)域(水體),在任意時(shí)段內(nèi),其收入的水量與支出的水量之間差額等于該時(shí)段區(qū)域(水體)內(nèi)蓄水的變化量,即水在循環(huán)過程中,總體上收支平衡。
水量平衡方程式 :W入 = W出 ± △u(W入為收入水量,W出為支出水量;△u為蓄水變量。)在多年情況下:△u為零(多年平均蓄水量保持不變)→W入=W出
變式1:某地?zé)o儲(chǔ)水變化,表示為:降水量=蒸發(fā)量+外流徑流量
變式2:任何一個(gè)閉合流域:降入流域的降水量=蒸發(fā)量+流出流域徑流量
變式3:多年平均徑流量=多年平均地表徑流量+多年平均地下徑流量
喀斯特地區(qū)要注意地下徑流的流出
外流區(qū):降水量=蒸發(fā)量+外流徑流量 內(nèi)流區(qū):降水量=蒸發(fā)量
一個(gè)區(qū)域長(zhǎng)期來看是收支平衡的,即收入=支出。但某個(gè)區(qū)域在某一段時(shí)期內(nèi),收支可能不平衡;如果收入>支出,則該區(qū)域在該時(shí)期的水量增加;如果收入<支出,則水量減少。
水在數(shù)量上遵循水平衡原理,即總水量是平衡的。水資源既不會(huì)無中生有,也不會(huì)無故消失,一定是此消彼長(zhǎng),總量不變,即一個(gè)地區(qū)的儲(chǔ)水變化量=收入-支出。
徑流量=地表徑流量+地下徑流量下滲量=地下徑流量+植物、土壤吸收的水量
喀斯特地貌要注意地下徑流的流出
水庫容量不變且水位保持不變
入庫水量與出庫水量是平衡的
雨季之前水庫中的水放掉一部分
待雨季時(shí)水庫有空間容納來水
下滲量和地下徑流量、蒸發(fā)量的關(guān)系——正相關(guān)
下滲量和地表徑流量的關(guān)系——負(fù)相關(guān)
閉合流域?yàn)榈乇矸炙€與地下分水線完全重合流域,故閉合區(qū)域與相鄰流域之間沒有水量交換,因此在任一時(shí)段內(nèi)的收入水量只有大氣降水,支出水量有蒸發(fā)量和(地表、地下)徑流量,故水量平衡公式為: 蓄水變化量 = 降水量-(蒸發(fā)量+徑流量)
從多年平均狀況來看,閉合流域蓄水變化量趨于零,即 降水量 ≈ 蒸發(fā)量+徑流量
降水量 = 蒸發(fā)量;多年平均降水量 = 多年平均蒸發(fā)量
降水量+徑流量-蒸發(fā)量=蓄水變量多年平均蒸發(fā)量=多年平均降水量+多年平均入海徑流量
徑流量=地表徑流量+地下徑流量降水量-徑流量-蒸發(fā)量=蓄水變量多年平均降水量=多年平均蒸發(fā)量+多年平均徑流量
內(nèi)流或外流區(qū)(水量穩(wěn)定)
降水量變小,蒸發(fā)量變大,降水量蒸發(fā)量
降水量=蒸發(fā)量+外流徑流量
水量平衡原理其實(shí)并不復(fù)雜,它只是水循環(huán)中水的一種量化體現(xiàn),我們?cè)诹私鈺r(shí)只要記住:某個(gè)區(qū)域在一定時(shí)期內(nèi)水量收入與支出的差額其實(shí)就是該區(qū)域儲(chǔ)水量的變化即可,然后再具體問題具體化分析,不管題組情境的“表象”怎么變化經(jīng),掌握住水量平衡規(guī)律的“本質(zhì)”即可解決這種問題了。常見題型:①給出水量收入和支出的變化,分析蓄水變量;②給出蓄水變量,分析水量收入和支出的變化。解題思路:①步驟1:準(zhǔn)確列舉水量收入和支出途徑;②步驟2:結(jié)合蓄水量變化,判斷收支關(guān)系。
【注意】1.分清分析對(duì)象,是整個(gè)流域,還是流域內(nèi)某段河流、某個(gè)湖泊;若對(duì)象為整個(gè)流域,水的收入沒有徑流。2.注意人為因素對(duì)水量收支的影響。
據(jù)圖分析,湖泊的水量收入是①+②環(huán)節(jié),支出是③+④環(huán)節(jié);從數(shù)量上看,①+②<③+④,即收入<支出,水量總體減少,所以湖泊面積會(huì)逐漸縮小。
鹽度高的原因:淡水注入量(降水、冰雪融水、河流水)<蒸發(fā)量;鹽分收入(徑流、地下水帶來鹽分)>鹽分支出(往往無徑流流出)鹽度低的原因:淡水注入量(降水、冰雪融水、河流水)>蒸發(fā)量;鹽分收支相等(往往有地表徑流或地下徑流流出,鹽分有進(jìn)有出)
利用水量平衡原理解釋“沼澤、旱澇、缺水、鹽堿化、斷流”的成因如下圖所示,圖中①~⑤分別為降水、徑流輸入、蒸發(fā)、徑流輸出、下滲。
①分析湖泊等水體水量變化的原因,需要明確不同類型的水量變化的內(nèi)涵及其影響因素:
水位下降或者面積/徑流量變小
水位穩(wěn)定或者面積/徑流量不變
水位上升或者面積/徑流量變大
雨水補(bǔ)給冰雪融水補(bǔ)給積雪融水補(bǔ)給地下水補(bǔ)給等
蒸發(fā)、徑流流出、下滲等
②對(duì)河流水量調(diào)節(jié)功能豐水期:河流流入湖泊——湖泊水量流入大于流出——蓄水為主——降低河流下游水位;枯水期:湖泊流入河流——湖泊水量流入小于流出——防水為主——提高河流下游水位。③含鹽量變化(咸淡水湖的形成)淡水湖:湖水有流入、有流出——湖水鹽度穩(wěn)定咸水湖:湖水只有流入,沒有流出(靠蒸發(fā)支出)——湖水鹽度不斷增加
分析湖泊水量變化的一般思路:水量平衡理論
水量收入量 - 水量支出量=儲(chǔ)量的變化
河水(氣候、水系特征、地形地勢(shì)等)
地下水(氣候、地質(zhì)構(gòu)造)
向上:蒸發(fā)向下:下滲(穩(wěn)定)水平:徑流流出(人類活動(dòng))
注意:記得收支要相互“比較”
如圖為2017-2020年4-10月我國S湖在自然狀態(tài)下面積的變化圖。據(jù)此完成下面小題。
【解析】1.從圖可知,該湖在自然狀態(tài)下近四年的面積在不斷增大,排除外流湖,即排除B、D;我國S湖面積從春季(4、5月)開始增大,夏季(6、7、8月)最大, 秋季(9、10月)開始變小,由此推測(cè)湖泊面積的增大跟氣溫高低有關(guān);春季氣溫開始回升,高山冰雪開始融化,湖泊面積增大;夏季氣溫最高,高山冰雪融水量補(bǔ)給最大,湖泊面積最大;秋季氣溫開始降低,高山冰雪融水量減少,湖泊面積減小,因此湖泊主要補(bǔ)給形式為高山冰雪融水,C正確,A錯(cuò)誤。故選C。
1.推測(cè)S湖的湖泊類型及主要補(bǔ)給形式是(?? ?)A.內(nèi)流湖降水 B.外流湖高山冰雪融水C.內(nèi)流湖高山冰雪融水D.外流湖降水
2.推測(cè)S湖收入與支出比率最小的季節(jié)(?? ?)A.春 B.夏 C.秋 D.冬
【解析】2.S湖收入與支出比率最小,即四季中湖面下降的速率快,從圖可知 9、10 月湖面下降最快、幅度最大,C正確,ABD錯(cuò)誤,故選C。
3.冬季降水較多的年份是(?? ?)A.2017 B.2018 C.2019 D.2020
【解析】3.冬季降水以降雪為主,冬季降雪量大,次年春季(4月)季節(jié)性積雪融水量較大,補(bǔ)給湖泊,湖泊面積增大明顯。雖然圖中沒有直接顯示冬季湖面面積數(shù)據(jù), 但我們可以通過10月與第二年4月湖的面積對(duì)比來推測(cè)冬季降水量情況,由于 2018年10 月與 2019年4月湖的面積上升最大,從而推斷 2018年的冬季降水最多,因此冬季降水較多的年份是2018,B正確,ACD錯(cuò)誤,故選B。
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