  水往高处流——虹吸现象 实验：虹吸现象  实验过程  用一根粗细适当的软管，里边灌满水，堵住两端，然后使其一端插入水槽，深入到水面以下达到容器的底部，并放开赌着的端口。另一端置于水槽之外，且低于水槽内的底面。 如此，当放开这另一端的端口时，水就会源源不断地从水槽中排出来。  上述过程，水先从一边沿着弯曲的管子上升，犹如被抽吸一般，然后绕过最高点，再沿另一边的管子下降。前后经过的路径其形如虹，故名之曰虹吸。 应用压强差公式解释虹吸现象   产生虹吸现象的条件    生活中的虹吸 地理学科中的虹吸 引黄淤灌 黄河下游自河南花园口以东、山东境内是河床高出两岸的地上河，这里有将河水引渠灌溉农田的虹吸装置。 “引黄淤灌”是针对黄河下游地上河，利用虹吸装置是将含沙量大的黄河水引入黄河堤坝后的低洼地区进行沉淀，淤积下来的泥沙使低洼地区地势抬高，解决了洼地涝渍严重的问题，由此流出的清水用于灌溉以部分地解决农田缺水问题，它是一举多得的工程措施。 2 堰塞湖泄洪 堰塞湖是在一定的地质与地貌条件下，由于火山喷发物、滑坡体、泥石流、冰川堆积物等形成的自然堤坝横向阻塞河谷后，造成上游段壅水而形成的湖泊，随着成因的不同可分为火山堰塞湖、冰川堰塞湖等。其中，由于地震引发河道两侧山体滑坡或崩塌、滑坡体或崩塌体落入河道形成拦水堤坝、河水聚集成湖的现象称为地震堰塞湖。 地震堰塞湖的形成需要3个基本条件：1）地震区内有河流经过； 2）河道两侧有山体，河床海拔明显低于周边山体； 3）由于地震产生了山体滑坡，并堵塞了河道。据统计，造成地震堰塞湖的地震一般在4.5级以上，大多数在6级以上，最小仅4.4级，地震震级越大产生地震堰塞湖的可能性也越大。 典型的地震堰塞湖事件 汶川地震 2008年5月12日汶川8.0级地震，唐家山堰塞湖是汶川大地震后形成的最大堰塞湖。该堰塞湖位于涧河上游，距北川县城约6公里，为汶川大地震形成的34处堰塞湖中最危险的一座。 芦山地震 2013年4月20日四川芦山7.0级地震，形成三交乡永定桥堰塞湖。该堰塞湖长300米，宽60米，高40米，库容200万立方米，影响下游7个乡镇、3000余户、10000多群众的生产生活。 鲁甸地震 2014年8月3日云南鲁甸发生6.5级地震，正在建设的红石岩水电站上游一处山体滑坡，造成会泽县纸厂乡江边村委会区域内牛栏江堵塞形成堰塞湖。堰塞湖淹没田地1270亩左右，造成87户350间房屋倒塌。 由于地震堰塞体堵塞了正常河道的水流，使得湖区内的水位不断升高，形成水灾。同时，一旦垮坝，湖区内水量很短时间内排出，会给河流下游造成灭顶之灾。 为此我国科研人员创造性地研发了加筋型土工膜虹吸管袋的排泄方法，虹吸管袋用加筋型土工膜与螺旋钢丝做成， 如下图所示。 管内用螺旋钢丝起支撑作用, 并承受泄水时管内的负压。 管袋首、尾端封闭并设简易的拉链式开口（也可设蝴蝶阀式开口）。中间一定部位亦设拉链式开口, 用于注水。放置于堰塞体上的情况如下图所示。 使用程序是： 1. 如图将管袋置于堰体上, 首、尾部拉链式开口关闭； 2. 用人工或水泵从中部开口处向管内注水, 至充满为止，并关闭该开口； 3. 打开首、尾开口, 形成虹吸式排泄； 4. 将湖水水面降至计划高程（但须注意水位降得太低, 即 h 值太大时, 虹吸现象就破坏了,一般要求管内真空值不宜超过 8m 水柱高）； 5. 此后的河道来水仍然可以通过管袋排泄； 6. 经以上排泄后, 如所剩湖水不致对下游产生威胁, 也可用爆破法将堰塞体开出通道宣泄河道来水。 3 虹吸泉——枫林咽泉 位于浙江省富阳县境内的枫林咽泉被称为江南奇泉。据当地县志载：“泉水时来时止，像人喝水，喝一口停一下。水来时，石下“咕咕”作响，如水下咽喉一样，于是便称咽泉”。当地人还把这口泉当作圣泉，称为“噎水灵官”。 1 泉水慢慢变大，汩汩地往下流去 2 水量越来越大，“哗哗哗”地泻到下水潭，如白莲飞溅 3 下面的水潭水满后又溢出下泄，形成两级小小的瀑布，约1米高，如此约3分钟，水量又渐渐变小 4 又约3分钟，泉水越来越小，直至停止涌出 5 泉水停止涌出，山涧变得特别静谧。过十余分钟，泉水又重新奔涌，如此周而复始，日复一日，年复一年，昼夜不停。 相传清朝乾隆皇帝下江南，路过三溪，见枫林坞内古枫参天，环境清幽，乐而忘返，不觉喉干舌燥。走到泉边，狂饮一阵，水呛入气管，差点噎死。乾隆皇帝感叹地说：“泉水虽好，但嫌来得太快，口渴者容易丧！”皇帝金口，从此泉水“遵旨”，不再连续不断地涌出来了。解放前，泉边常有人焚香点烛，顶礼膜拜。至今，泉边石头上还残存清朝隆年间的石刻。 其实这种泉学名叫“虹吸泉”。多数出在大循环石灰岩地层，石灰岩受地下水溶蚀，在内部形成了一些沟和洞。当它们凑巧连在一起时，就会出现虹吸现象。其中溶洞相当于贮有液体的容器，和溶洞相连的弯曲的溶沟相当于虹吸管，上部地表渗透进来的水进入溶洞，水位不断上升至溶沟弯曲处的顶端时，溶沟开始对外吸水，直到将洞内贮存的水吸干为止，然后溶洞又继续进水，如此循环不已。 类似的自然现象在我国江西、重庆、广西等地也有分布。 参考文献： 张丽. 地理中的虹吸原理和虹吸效应【J】.中学地理教学参考，2012（1—2）：62—63. 习题链接 练习 阅读图文材料，完成下列要求。 材料一 引大入秦水利工程把甘肃、青海两省交界处的大通河水，跨流域东调120千米，引到兰州市以北60千米处干旱缺水的秦王川地区，该工程是一项大规模的自流灌溉工程。这项工程总长205.7千米，有隧洞77座，渡槽29座，倒虹吸3座，可以基本解决秦王川地区28.3万农民用水问题。下图为引大入秦工程示意图。 材料二 引大入秦工程先明峡钢质倒吸虹管横跨两座高山，以其107米的巨大落差，成为引水工程中的亚洲之最，该倒吸虹管由两条直径2.694米，长524.802米的平行钢管组成，总重量1500吨。 （1）简析秦王川地区水资源缺乏的原因。 （2）说明倒虹吸管的工作原理，并分析使用倒虹吸管的原因。 （3）分析引大入秦工程的建设对秦王川地区发展的意义。 解析与答案 【解析】 本题主要考查区域自然地理特征、水资源的跨流域调配等知识。第（1）问，主要从降水量、蒸发量、水的需求量等方面说明。第（2）问，结合初中所学连通器原理分析。因峡谷地区高差大，架设倒虹吸管难度小，且无水分的蒸发、渗漏。第（3）问，主要从对经济、社会等方面的影响回答。 【答案】 （1）地处西北地区，距海洋远，受夏季风影响小，降水量小；气候干旱，太阳辐射强，蒸发量大；植被稀少，涵养水源能力差；人口多，生产、生活用水量大。 （2）倒虹吸管作为连通器，利用上下游的水位差，使水流通过管道穿越山谷流入高处。原因：峡谷处高差大，倒虹吸管施工难度小，工程量小；使用倒虹吸管，水分不会蒸发和渗漏，水量无损失。 （3）为秦王川地区的农业生产提供灌溉水源，使农业高产稳产；为当地工业发展提供水源，促进工业发展；缓解当地人民生活用水不足问题；改善灌溉区的小气候；成为一项重要的旅游资源，带动当地经济发展。 【来源】 新课标卷山东省2016届高三高考冲刺阶段模拟考试(一)文综地理 END |
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