内容正文:
第19课时 水循环
课标要求
教考要点
学科素养
运用示意图,说明水循环的过程及其地理意义。
水循环的类型、过程、意义。
1.[区域认知]以示意图为载体,判断水循环的类型与环节。
2.[综合思维]运用水平衡的原理解决实际问题。
3.[人地协调观]明确人类活动对水循环合理利用的方式。
水循环类型的判断方法
一看发生的领域:位于海洋上、陆地上还是海洋与陆地之间。二看水循环的环节:海陆间循环的环节最多,陆地内循环比海上内循环多了植物蒸腾这一环节。三看参与水量:海上内循环参与水量最多,陆地内循环参与水量最少。
题源1► 必修第一册P46
海陆间循环是指发生在海洋与陆地之间的水循环。海洋表面的水经过蒸发变成水汽。水汽上升到空中,最后又回到海洋。这种海陆间的循环又称为大循环。通过这种循环运动,陆地上的水就会不断得到补充,水资源得以再生。
考向► 水循环的类型与环节
(经典真题江苏卷)下图为水循环示意图。据图完成下题。
(1)图中丁→甲→丙→丁过程属于__________循环。
(2)目前,人类直接利用的淡水资源主要来源于水循环的(填字母)________环节。
答案:(1)海陆间 (2)c
题源2► 选择性必修1P73图4.16全球水量平衡示意
K考向► 水循环不同环节的数量占比推算
(2023·浙江卷)下图为长江流域水循环简图。据此完成下题。
图中长江流域入海径流占比为______。
答案:13.3%
1.水循环
(1)概念
水循环是指自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈中,通过蒸发(蒸腾)、水汽输送、降水、下渗、径流等环节连续运动的过程。
(2)类型
根据发生的空间范围,水循环可分为海陆间循环、陆地内循环和海上内循环。
类型
主要环节
特点
海上
内循环
循环水量最大,对全球热量输送有重要意义
海陆间
循环
最重要的循环。使陆地水不断得到补充,水资源得以再生
陆地
内循环
循环水量少,但对于干旱地区非常重要
(3)地理意义
①维持全球水量的动态平衡;②缓解不同纬度地区热量收支不平衡的矛盾;③是海陆间联系的主要纽带;④塑造地表形态;⑤影响着全球的气候和生态。
2.水平衡
(1)概念:指任意尺度的区域(或水体),在任意时段内,其收入水量与支出水量之间的差额等于该时段区域(或水体)内储水的变化量,即水在循环过程中,总体上收支平衡。
(2)各区域的水量平衡的表现
海洋
多年平均降水量+多年平均径流量-多年平均蒸发量=0
内流区
多年平均蒸发量=多年平均降水量
外流区
多年平均降水量-多年平均蒸发量-多年平均径流量=0
全球
多年平均降水量=多年平均蒸发量
命题点一 水循环过程
1.蒸发的影响因素的分析思路
蒸发是水由地表液态形式转变为空气中的气态形式的过程,可从地表水可供蒸发的量和蒸发能力两个角度分析。具体要点如下:
2.水汽输送的影响因素的分析思路
(1)海陆位置:沿海地区水汽输送较多,内陆较少。
(2)地形阻挡:受山脉阻挡,在迎风坡一侧,水汽受地形抬升,遇冷凝结,形成降雨。
3.地表径流的影响因素的分析思路
从收入和支出两个角度分析地表水的量,从动力和阻力两个角度分析地表水的流动。具体要点如下:
影响因素
对地表径流的影响
年降水量
决定地表径流量大小的最主要因素,二者呈正相关
流域面积 (支流数量)
同地表径流量呈正相关
植被
涵养水源,起到“削峰补枯”的作用
地质条件 (土壤质地)
河流流经喀斯特地貌区、沙质土壤区,河水易下渗,地表径流量减少
蒸发
主要在干旱、半干旱地区,对地表径流影响大
4.下渗的影响因素的分析思路
下渗是水由地表进入地下的过程。可从地表水的量和下渗通道状况两个角度分析。具体要点如下:
影响因素
对地表水下渗的影响
地面性质
硬化地面,如水泥地不利于下渗;沙质土壤利于下渗等
坡度
坡度越大,越不利于下渗
植被
涵养水源,植被越茂密,越利于下渗
降水强度
降水强度越大,越不利于下渗
降水持续时间
降水持续时间越长,越利于下渗
5.地下径流的影响因素的分析思路
影响地下径流的因素可参考影响地表径流、下渗的因素,并重点考虑喀斯特地貌(岩溶地貌),因为喀斯特地貌区地下溶洞、地下暗河众多,储存有众多的地下水。
考向一 下垫面差异对水循环的影响
(2024·新课标卷)土壤水分转化是联系降水、地表水、地下水的重要环节。某科研小组进行人工降雨实验,测量降雨前后土壤体积含水率随时间的变化过程:降雨情景相同,土壤质地相同,在30°的坡地上设置覆盖石子、裸地两种情况,土壤体积含水率的测量深度分别为30厘米、60厘米和100厘米。实验结果如图所示。据此完成1~3题。
1.根据图a判断曲线 Ⅰ 是深度为30厘米的土壤体积含水率变化曲线,依据是曲线 Ⅰ( )
A.变化最早 B.初始值适中
C.峰值最高 D.波动最大
2.图b中曲线 Ⅱ 和 Ⅲ 没有明显变化,表明( )
A.降雨最大 B.地表产流多
C.土壤水分饱和 D.雨水下渗多
3.相对于裸地,坡地上覆盖石子有利于增加( )
①地表径流 ②地下径流 ③土壤水分
④蒸发
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
1.A 2.B 3.C 解析:第1题,根据材料信息,图a中 Ⅰ、 Ⅱ 和 Ⅲ 是在30°的坡地上覆盖石子的情况下,土壤体积含水率的测量深度为30厘米、60厘米和100厘米的实验结果,三种情况中,30厘米测量土壤深度最浅,因此土壤体积含水率最先受到雨水下渗影响,土壤体积含水率最先上升,变化最早,A正确;初始值适中并不能说明其土壤深度较浅,B错误;从图中可看出,峰值最高的是曲线 Ⅲ ,曲线 Ⅲ 的波动最大,C、D错误。故选A。第2题,从图b中可以看出, Ⅰ 曲线变化明显,降雨后土壤含水量上升明显,说明其为测量深度30厘米的土壤体积含水率,曲线 Ⅱ 和 Ⅲ 为测量深度60厘米和100厘米的土壤体积含水率,曲线 Ⅱ 和 Ⅲ 在降雨后没有明显变化,说明裸地下渗量小,地下径流少,地表产流多,对土壤深处的土壤含水率影响不大,B正确,C、D错误;图b中曲线 Ⅰ、 Ⅱ 和 Ⅲ 同时进行人工降雨实验,降水量一致,A错误。故选B。第3题,相对于裸地,坡地上覆盖石子降水后的下渗增加,因此地表径流减少,地下径流增加,土壤水分增加,②③正确,①错误;与裸地相比,在坡地上覆盖石子使得土壤上有覆盖物,可以减少土壤水分蒸发,④错误。故选C。
考向二 人类活动对水循环的影响
(经典真题全国卷)下图所示山地为甲、乙两条河流的分水岭,由透水和不透水岩层相间构成。在生态文明建设过程中,该山地被破坏的森林植被得以恢复,随之河流径流量发生了变化,河流径流的年内波动也减缓了。据此完成4~6题。
4.森林植被遭破坏后,河流径流量年内波动强烈,是由于( )
A.降水更多转化为地下水
B.降水更多转化为坡面径流
C.降水变率增大
D.河道淤积
5.森林植被恢复后,该山地的( )
①降水量增加 ②坡面径流增加 ③蒸发(腾)量增加 ④地下径流增加
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
6.如果降水最终主要转化为河流径流,那么森林植被恢复后,甲、乙两条河流径流量和总量发生的变化是( )
A.甲增加,乙减少,总量增加
B.甲减少,乙增加,总量增加
C.甲增加,乙减少,总量减少
D.甲减少,乙增加,总量减少
4.B 5.C 6.D 解析:第4题,植被具有涵养水源的功能,森林植被被破坏后,地表植被涵养水源的能力下降,下渗和地下径流减少,降水大多转化为地表径流,且地表径流汇流速度加快,雨季快速汇入河流,导致河流径流量大增;而旱季时河流因缺少地下水补给而径流量大减,因此导致河流径流量的变化增大,故选B。第5题,植被恢复后,蒸发(腾)量增加,地表植被保持水土的能力增加,地表水下渗作用增强,地下径流增加,坡面径流减少。故选C。第6题,森林植被恢复后,涵养水源的能力增加,下渗量增加,地表径流减少,地下径流增多,因而甲、乙两条河流径流总量减少,岩层向乙河倾斜,雨水下渗到透水岩层后,地下水汇入乙河,乙河径流量增加,而甲河径流量减少。故选D。
(2024·湖南一模)热带云林是位于高海拔地区的生态系统,有大量的降雨和持续的凝结,表现为在植被高度上持久或季节性地有云层存在。热带云林在水分捕获和动态方面的作用使该生态系统具有独特性。委内瑞拉安第斯山某地云林被开辟为牧牛场后,其降雨水文过程发生了显著变化。下图为该云林被开辟为牧场前后水循环环节示意图。据此完成1~3题。
1.维持热带云林生态系统内部较大水循环量的关键环节是( )
A.云雾截留量 B.叶片截留量
C.枯落物截留量 D.蒸腾量
2.该云林被开辟为牧场后,蒸腾量大幅提高的主要原因是( )
A.降水量增加 B.空气湿度增大.
C.叶片截留量减小 D.云雾减少,光照增强
3.随着放牧强度的增大,该地( )
A.降水量增加 B.地表径流量增加
C.土壤蒸发量减小 D.地下径流量增加
1.B 2.D 3.B 解析:第1题,读热带云林水循环示意图可知,在热带云林生态系统内部水循环量上,叶片截留量占51%,所以维持热带云林生态系统内部较大水循环量的关键环节是叶片截留量,B正确;云雾截留量为9%,A错误;枯落物截留量为6%,C错误;蒸腾量为16%,D错误。第2题,被开辟为牧场后,植被遭到破坏,没有高大的热带云林,云雾减少,光照增强,蒸腾作用增强,这才是导致蒸腾量大幅提高的主要原因,D正确;云林被开辟为牧场后,植被遭到破坏,没有热带云林涵养水分,降水量会减少,空气湿度减小,A、B错误;叶片截留量减小不是蒸腾量大幅提高的主要原因,C错误。故选D。第3题,对比分析热带云林水循环示意图和牧场水循环示意图数据可知,随着放牧强度的增大,植被破坏严重,涵养水分的能力减弱,降水量会减少,地表径流量会增加,B正确,A错误;云雾减少,光照增强,土壤蒸发量增大,C错误;地下径流量会减少,D错误。
命题点二 水平衡原理及应用
1.水平衡原理
(1)某个地区在某一段时期内,水量收入和支出的差额等于该地区的储水变化量,即收入水量-支出水量=储水水量。
(2)一个区域长期来看水量是收支平衡的,即收入=支出。但某个区域、某一段时期内,收支可能不平衡;如果收入>支出,则该区域、该时期水量增加;如果收入<支出,则水量减少。
(3)公式
2.水平衡原理的应用
水平衡原理常用于解释湖泊面积大小的变化、湖水盐度的变化、沼泽湿地的演化过程等。
(1)死海面积缩小的原因分析思路如下图所示:
即水的收入是①②,水的支出是③④,①+②<③+④,即收入<支出,死海面积缩小。
(2)沼泽的形成
(3)内流河断流的成因
(4)内流河演化成湿地过程中水量的动态平衡
考向一 分析湖泊水量的变化
(2022·湖南卷)位于中亚的某内陆咸水湖,拥有较丰富的湿地和动植物资源,该湖泊近60年水量变化显著。湖滨地下水与湖泊互为补给,但补给量较少。下图示意该湖泊1961~2020年各时期入湖地表径流量、降水量、蒸发量的变化。据此完成1~3题。
1.引起该湖泊近60年水量变化的主导因素是( )
A.气温 B.降水量
C.蒸发量 D.地表径流量
2.推测湖滨地下水补给该湖泊较多的时期是( )
A.1961~1979年 B.1970~1989年
C.1980~1999年 D.2000~2020年
3.与20世纪80年代相比,2000年以来该湖泊湖岸地区( )
A.沙尘天气增多 B.灌溉面积扩大
C.湖岸线较稳定 D.绿洲面积增加
1.D 2.B 3.D 解析:第1题,读图可知,该湖泊的降水量和蒸发量变化不大,但该湖泊地表径流输入量变化明显,材料信息表明,湖滨地下水与湖泊相互补给量较少,根据湖水收支变化状况判断,引起该湖泊近60年水量变化的主导因素是地表径流量,不是气温、降水量、蒸发量。故选D。第2题,材料信息表明,湖滨地下水与湖泊互为补给,补给方向取决于两者的水位高低。读图可知,1961~1969年,入湖径流量与降水量之和大于蒸发量,湖水水位应上升,此时湖水补给湖滨地下水;1970~1989年,入湖径流量与降水量之和小于蒸发量,湖水水量明显减小,水位明显下降,此时湖滨地下水补给湖水明显;1990~2020年,入湖径流量与降水量之和略大于蒸发量,湖水水位缓慢上升,此时湖滨地下水与湖水之间相互补给量不大,因此湖滨地下水补给该湖泊较多的时期是1970~1989年。故选B。第3题,由前面分析可知,20世纪80年代湖水水位明显下降,而2000年以来湖水水量略有上升,该湖泊湖岸地区出露的湖滩减少,沙源减少,因此当地沙尘天气增多的可能性小,排除A;2000年以来入湖地表径流量比80年代明显增加,因此利用入湖河流水源进行灌溉的用水量可能减小,因此当地灌溉面积扩大的可能性小,排除B;入湖径流增加,湖水水位上涨,因此湖岸线应向陆地方向前进,湖岸线不稳定,排除C;与20世纪80年代相比,2000年以来该湖泊水量增大,水面扩大,为周边提供较多的水源,因此绿洲面积有可能增加,D符合题意。
考向二 内流河演化为湿地的水量平衡
4.(经典真题全国卷)阅读图文材料,完成下列要求。
乌裕尔河原为嫩江的支流。受嫩江西移、泥沙沉积等影响,乌裕尔河下游排水受阻,成为内流河。河水泛滥,最终形成面积相对稳定的扎龙湿地(见下图)。扎龙湿地面积广大,积水较浅。
(1)分析从乌裕尔河成为内流河至扎龙湿地面积稳定期间,乌裕尔河流域降水量、蒸发量数量关系的变化。
(2)指出未来扎龙湿地水中含盐量的变化,并说明原因。
答案:(1)降水量基本不变化,蒸发量逐渐增大,二者数量关系由降水量大于蒸发量最终变为降水量等于蒸发量。
(2)变化:水中含盐量逐渐增加。原因:河水不断为湿地带来盐分(矿物质);随着湿地水分蒸发,盐分(矿物质)富集(最终饱和)。
解析:第(1)题,利用水循环过程中水量平衡的原理可知,当乌裕尔河为外流河时,河水流入嫩江,因此全流域降水量等于蒸发量加径流量,从数量关系来看,最初降水量是大于蒸发量的;成为内流河后,由于河水不能外流(只能流入湿地),其湿地面积会不断加大,直到湿地面积稳定,期间降水量不变,而蒸发量随水面的扩大而不断增加,直至蒸发量与降水量数量相等(这里有一个关键分析:如果是扎龙湿地会出现蒸发量大于降水量的可能,其原因是径流的汇入;如果是全流域,由于没有形成外流,蒸发量只能等于降水量)。第(2)题,因为河流受阻而形成湿地,这样不论河还是湖均为内流区域,河水不断带来盐分物质,因此水中的含盐量会不断增加,未来湿地可能会成为咸水湖(沼泽)。
伊塞克湖位于吉尔吉斯斯坦天山北坡的封闭性山间盆地中,属内陆咸水湖,许多河水在未汇入该湖之前就被用于灌溉等生产活动,但河流不是其唯一的补给来源。下图示意1960~2017年伊塞克湖水量平衡年代变化(水量平衡余项是入湖水量与出湖水量之差)。据此完成1~3题。
1.1960~2009年,伊塞克湖面积的变化趋势是( )
A.一直增加 B.先增加后减小
C.一直减小 D.先减小后增加
2.推断1980~1999年伊塞克湖流域内( )
①降水增多 ②耕地撂荒 ③水库增多
④气温升高
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
3.2010~2017年,伊塞克湖面积变化的趋势和原因分别是( )
A.减小,蒸发耗散 B.减小,入湖径流变少
C.增加,融冰增加 D.增加,入湖径流变多
1.D 2.C 3.A 解析:第1题,由图可知,20世纪80年代以前,湖泊的收入水量小于支出水量,面积减小;20世纪80年代到2009年,湖泊水量处于盈余状态,面积增加。故选D。第2题,比较20世纪80年代和90年代数据可知,降水量未发生明显变化,①错误;流域内撂荒面积增大会减少农业灌溉用水量,从而使入湖径流量增加,②正确;气温升高可以增加融雪量导致入湖径流增加,同时也可以增加蒸发量,④正确;水库增多拦截更多入湖径流,入湖径流会减少,与实际情况不符,③错误。故选C。第3题,据图文材料可知,2010~2017年伊塞克湖水量平衡余项呈负值,故面积呈减小趋势。原因是与2010年之前相比,其蒸发量增加,入湖径流量基本不变,说明湖泊面积减小的主要原因是蒸发耗散。故选A。
[课时训练19见P503]
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