水循環(huán)的方法精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇水循環(huán)的方法范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

關(guān)鍵詞：地圖；問題；探究式；新課程

教育家施瓦布指出“如果要學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的方法，那么有什么學(xué)習(xí)比通過積極地投入到探究的過程中去更好呢？”這句話體現(xiàn)了普通高中地理新課程的理念之一：“重視對地理問題的探究。倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)?！?/p>

地理課程標(biāo)準(zhǔn)還要求學(xué)生“學(xué)會閱讀和使用地理圖表”技能?！盁o圖不成課”，地圖和地理教學(xué)始終相伴是地理教學(xué)的一大特點(diǎn)。因?yàn)榈乩硎挛锏目臻g性很強(qiáng)，有動態(tài)和靜態(tài)、無形和有形、平面和立體、孤立和綜合、分散和集中、具體和抽象等區(qū)別，教師常常要在課堂上以最簡煉的筆法通過繪制各種形式的示意圖來進(jìn)行說明，把復(fù)雜的地圖、地理事物、地理現(xiàn)象及其地理過程簡明化。據(jù)有關(guān)研究表明：在接受知識方面，如果僅僅是聽，獲得的知識能記住30%左右，如果加上繪畫、填圖等操作活動，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣更濃，獲得的知識更加精確，印象更加深刻，對知識的掌握可以上升到70%左右。

在教學(xué)中，教師可以利用地圖導(dǎo)入新的素材或?qū)⒌貓D作為載體，構(gòu)建“地圖―問題”探究式教學(xué)模式：即學(xué)生在一定的問題情境中，借助老師、同學(xué)提供的信息幫助，利用教材的圖像，圍繞問題，收集、加工、處理信息，以類似科學(xué)探究的方法，或獨(dú)立探索，或協(xié)作討論，或在老師指導(dǎo)下，最終通過自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等方式，得出問題結(jié)論，獲得新知識。它充分發(fā)揮課本圖像的功能和教師的主導(dǎo)作用，注重知識的產(chǎn)生、發(fā)展過程，能使學(xué)生在解決問題的過程中積極探索，提高自己的思維品質(zhì)，發(fā)展學(xué)生的地理思維能力。

運(yùn)用“地圖―問題”探究式教學(xué)，根據(jù)學(xué)科知識的邏輯聯(lián)系，步步設(shè)疑，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望，將教學(xué)內(nèi)容據(jù)圖設(shè)計(jì)成一系列的“鏈條式”的問題，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生用眼、腦、口、手各種器官據(jù)圖來學(xué)習(xí)地理，教學(xué)活動以地圖探究貫穿始終。該模式教學(xué)基本流程如下：

例如執(zhí)行新課程標(biāo)準(zhǔn)“運(yùn)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”教學(xué)時：要求通過對水循環(huán)的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠自己繪制水循環(huán)示意簡圖，并能用簡練的語言描述其主要環(huán)節(jié)和說明水循環(huán)的地理意義，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生讀圖獲取信息能力和增強(qiáng)其運(yùn)用圖表分析問題的能力。

一、提出問題：創(chuàng)設(shè)問題情境，發(fā)現(xiàn)、提出問題，結(jié)合教學(xué)目標(biāo)并使問題定向

教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)形式問題化?！皩W(xué)起于思，思源于疑”，創(chuàng)設(shè)問題情景，激發(fā)學(xué)生對地圖的研究興趣，確定探究的切入角度。

例如教學(xué)引入：欣賞古詩“黃河之水天上來，奔流到海不復(fù)還……”提出問題：“你知道嗎？其實(shí)從地理學(xué)的角度來看，這千古流傳的佳句，卻隱藏著一個巨大的錯誤，你知道錯在什么地方嗎？違背了地理學(xué)中的什么原理？”問題激起學(xué)生探究的興趣，通過觀察教材中水循環(huán)示意圖，從地理角度給名句找錯，進(jìn)入水循環(huán)相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

二、探索問題：對生成的定向問題，進(jìn)行自主探究（個體與集體合作學(xué)習(xí)），分析、解決問題，并掌握科學(xué)方法

問題要始終圍繞探究目標(biāo)，要與地圖信息發(fā)生聯(lián)系，要較清晰體現(xiàn)各地理要素或事象之間的邏輯關(guān)系，從而利于探究過程的推進(jìn)。課堂上教師學(xué)生共同圍繞某一目標(biāo)開展討論探究式的學(xué)習(xí)，學(xué)生在教師指引下，自行據(jù)圖討論分析，或填繪說圖，或圖的變式訓(xùn)練來探究問題，教師根據(jù)學(xué)生探究過程不斷出現(xiàn)的問題采取相應(yīng)的點(diǎn)拔和調(diào)控。

例如生活在美麗的桂林漓江邊的學(xué)生，從生活實(shí)例分析，提出問題“漓江水流入大海后，又通過哪些環(huán)節(jié)回到漓江”，學(xué)生討論分析后在黑板畫出漓江參與的水循環(huán)簡圖。

學(xué)生探究問題“井水不犯河水”，展開討論引出桂林的地下水、榕湖等陸地水體及生物參與水循環(huán)，學(xué)生在黑板板圖上補(bǔ)充水循環(huán)的環(huán)節(jié)，理解了海陸間水循環(huán)的過程。

學(xué)生繼續(xù)討論水循環(huán)示意圖是否完善，聯(lián)系內(nèi)流河流域，在板圖中補(bǔ)齊環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生水循環(huán)的整體意識和綜合思維能力。學(xué)生從局部的水循環(huán)來理解陸地間和海陸間的水循環(huán)，自主構(gòu)建水循環(huán)的知識，培養(yǎng)學(xué)生從整體到局部分析問題的能力。

三、拓展問題：對探索的問題及時反饋，在驗(yàn)證中得以解決，并進(jìn)一步拓展問題，使學(xué)習(xí)的知識系統(tǒng)化

學(xué)生應(yīng)獲取資料和進(jìn)行必要的觀察，提出解決問題的假設(shè)。推斷何種假設(shè)能解決問題，提出解決問題的方法。

例如假設(shè)真的“黃河之水天上來，奔流到海不復(fù)回”，即黃河斷流了會帶來哪些不利影響？原因是什么？學(xué)生展開合作討論，教師適時引導(dǎo)學(xué)生從自然和人文兩個方面分析應(yīng)采取什么措施。比較所提措施的合理性和可行性（生態(tài)措施、工程措施、氣象措施、生產(chǎn)措施、協(xié)調(diào)措施等）。學(xué)生通過探究活動得出水循環(huán)的意義并認(rèn)識到人類活動可以對水循環(huán)的環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響。

四、解決問題

教師采用多種形式訓(xùn)練學(xué)生的各種能力，使學(xué)生對所學(xué)知識的應(yīng)用達(dá)到深刻理解，實(shí)現(xiàn)知識的拓展與遷移。例如課堂教學(xué)結(jié)束后，及時讀“水循環(huán)示意圖”訓(xùn)練，完成下列要求：

（1）圖示水循環(huán)的類型是。

（2）A為水循環(huán)中的環(huán)節(jié)，它對海洋和陸地的作用是。

（3）促使這種水循環(huán)運(yùn)動的能量是能和能。

（4）在B處大量抽取地下水，可能會造成等環(huán)境問題。

（5）節(jié)約用水；保護(hù)水源；控制地下水開采量；跨流域調(diào)水；雨季回灌；加強(qiáng)山區(qū)植被保護(hù)和恢復(fù)。

篇(2)

教學(xué)本質(zhì)到底是什么？現(xiàn)代不少教育學(xué)家認(rèn)為“教學(xué)是師生雙方共同活動，由教師的教與學(xué)生的學(xué)組合起來的共同活動過程”，進(jìn)而認(rèn)為教學(xué)的本質(zhì)是“對話”、“交流”、“溝通”，教學(xué)是一種學(xué)習(xí)的活動，本質(zhì)上是學(xué)而不是教。在新課程背景下，教學(xué)本質(zhì)更是以教師指導(dǎo)下的學(xué)生主動學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，以新型師生關(guān)系為紐帶，通過教師、學(xué)生與教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)資源、教學(xué)媒體的交互作用而使學(xué)生在知識能力、情感態(tài)度、創(chuàng)新精神等方面都得到主動發(fā)展的一種有組織、有計(jì)劃的育人活動。由此可知，新教學(xué)的本質(zhì)在于育人，即引導(dǎo)學(xué)生主動地學(xué)習(xí)，使之在知識能力、情感態(tài)度、創(chuàng)新精神等方面都得到主動發(fā)展，成為具有鮮明個性的人。但目前不少課堂教學(xué)中，知識是“死”的，是客觀存在的，教學(xué)設(shè)計(jì)往往側(cè)重于發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，學(xué)生是課堂的旁觀者，沒有積極參與，沒有自己的經(jīng)歷和體驗(yàn)，通過“別人”（教師或書本）陳述話語獲得知識，這樣獲得的知識是機(jī)械的，學(xué)生不懂得應(yīng)用。學(xué)生的思維能力、學(xué)習(xí)積極性、主動性都未激發(fā)出來。還有一種情況，對于新課改，一些教師過多沉浸于新的教學(xué)形式、教學(xué)手段的變革中，但卻忽略了教學(xué)的真正本質(zhì)與意義。如果失去本質(zhì)，僅有形式，豈不等于無源之水、無本之木？曾聽過這樣一節(jié)課，上課教師花費(fèi)了大量時間制作多媒體課件，準(zhǔn)備了十幾張卡片，并采用小組合作、探究發(fā)現(xiàn)、活動教學(xué)等多種新型的教學(xué)形式，一節(jié)課熱熱鬧鬧，但是最基本的教學(xué)目標(biāo)卻不清晰，尚未落實(shí)。這種現(xiàn)象在當(dāng)今課堂中并不少見，看似熱熱鬧鬧，但卻忽略了教學(xué)本質(zhì)，這是很值得警醒的。

二、探尋、理解學(xué)習(xí)意義，為學(xué)生創(chuàng)造有意義的學(xué)習(xí)經(jīng)歷

“學(xué)者，覺也”（《禮記·王制》）、“學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆”（《論語·為政》）、“學(xué)莫貴于自得”（程頤）、“思之自得者真，習(xí)之純熟者妙”（明代學(xué)者王廷相），分別是古圣先賢對于學(xué)習(xí)的真義、原則、方法、功能的經(jīng)典性表述。要實(shí)現(xiàn)意義學(xué)習(xí)，首先要激發(fā)學(xué)生興趣和需要。人本主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：“所有學(xué)生都有學(xué)習(xí)動機(jī)，而如何使所有學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，專注于為他所設(shè)定的學(xué)科，顯然是教學(xué)成敗的關(guān)鍵所在?！币虼私處熢诮虒?dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識之前，必須設(shè)身處地從學(xué)生的立場出發(fā)，提出并嘗試回答這樣的問題：“我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)習(xí)？”只有學(xué)生認(rèn)為，學(xué)習(xí)是有意義和價值的，所學(xué)知識正符合他們的成長需要，且有能力學(xué)習(xí)，有能力達(dá)到教師對他們的期望程度，他們才會自愿讀書求知，不會因失敗而退縮，不會不敢于嘗試。所以不管是哪種學(xué)習(xí)，都希望學(xué)習(xí)不是一個痛苦的過程，而是快樂、有意義的：學(xué)習(xí)應(yīng)該既能貼近社會生活，符合學(xué)生能力水平，又能從中感受快樂、有所收獲。然而有的學(xué)生深感學(xué)習(xí)痛苦、不知學(xué)習(xí)的意義何在，作為教師就很有必要思考怎樣學(xué)習(xí)才是有意義的。

國家新課程培訓(xùn)中心曾對北京市和海南省的中學(xué)生就有關(guān)學(xué)習(xí)意義進(jìn)行問卷調(diào)查。對學(xué)生的想法進(jìn)行分類，并適度提煉，發(fā)現(xiàn)對學(xué)生來說有意義的學(xué)習(xí)至少包括三個要素：有趣、有效、有用。學(xué)生學(xué)習(xí)中對這三個要素的追求符合學(xué)習(xí)心理發(fā)展規(guī)律，同時也與教學(xué)本質(zhì)一致。怎樣讓教學(xué)變得“有趣、有效、有用”，在課堂上回歸教學(xué)本質(zhì)，讓學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)，為學(xué)生創(chuàng)造有意義的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，下面以“水循環(huán)”一課為例略作探討。

三、“有趣、有效、有用”的課堂教學(xué)策略——以“水循環(huán)”為例

“水循環(huán)”一課嘗試回歸教學(xué)本質(zhì)，可很好體現(xiàn)學(xué)習(xí)意義和地理學(xué)科應(yīng)用性，是一節(jié)“活”課。對學(xué)生而言，在這節(jié)課中他們可以感受到自己是主體，因?yàn)槔蠋熞髮W(xué)生運(yùn)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。所有教學(xué)環(huán)節(jié)都需要學(xué)生自己觀察、探索和思考才能完成，教學(xué)始終在觸動“我”、給我“看”、讓我“做”、看“我”的、檢驗(yàn)“我”等過程中進(jìn)行。創(chuàng)設(shè)的情境和帶思考性的設(shè)問也使學(xué)生進(jìn)一步產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。

1.解讀課標(biāo)要求，確定教學(xué)目標(biāo)

本節(jié)課課程標(biāo)準(zhǔn)要求：“運(yùn)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”。對課標(biāo)的解讀可分四步，先對兩個關(guān)鍵詞做解析：“過程”即事物發(fā)展所經(jīng)過的程序、階段；“環(huán)節(jié)”即相互關(guān)聯(lián)的諸多事物之一。然后將課標(biāo)分解成如下學(xué)習(xí)目標(biāo)。描述水循環(huán)的過程；掌握水循環(huán)各環(huán)節(jié)的特點(diǎn)及其相互關(guān)系；理解水循環(huán)的地理意義；運(yùn)用水循環(huán)知識解釋地理現(xiàn)象，提出解決地理問題的方法。

2.落實(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)，緊抓“過程”和“動態(tài)”

從地理環(huán)境整體性和差異性角度分析水循環(huán)動態(tài)過程，可設(shè)計(jì)獨(dú)具匠心的四個層層遞進(jìn)的教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)和考查學(xué)生地理觀察能力、地理關(guān)聯(lián)思維能力及文字表達(dá)能力。

首先呈現(xiàn)一幅立體的水循環(huán)大環(huán)境圖（圖1）。引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考以下問題，如水體的種類、水的三態(tài)，然后要求學(xué)生觀察水循環(huán)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生對水循環(huán)有直觀感知，并在大腦中留下海陸空水循環(huán)宏觀畫面。其二，在學(xué)生對水循環(huán)環(huán)節(jié)和水循環(huán)過程有一定了解的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步要求學(xué)生讀水循環(huán)示意圖（圖2），思考并回答以下問題：“海上內(nèi)循環(huán)、海陸間循環(huán)、陸地內(nèi)循環(huán)彼此之間是怎樣關(guān)聯(lián)的？為什么把海陸間循環(huán)叫作大循環(huán)，是因?yàn)樗难h(huán)水量大還是范圍大？抑或其它原因？”此處值得借鑒的是讓學(xué)生認(rèn)識到水循環(huán)過程是一個整體，再從幾個設(shè)問找出三者的差異性，加強(qiáng)學(xué)生對三種類型水循環(huán)關(guān)聯(lián)性的認(rèn)識。其三，讓學(xué)生歸納出水循環(huán)的主要環(huán)節(jié)，并分析每個環(huán)節(jié)的主要影響因素。其四，讓學(xué)生嘗試簡單描述水的循環(huán)過程，并寫在學(xué)案上。同時要求學(xué)生參看書本描述，糾正學(xué)生表述口語化的錯誤。

3.拓寬思維空間，培養(yǎng)地理能力

在學(xué)生歸納出水循環(huán)的主要環(huán)節(jié)后，要求學(xué)生思考并分析每個環(huán)節(jié)的影響因素，充分體現(xiàn)地理環(huán)境各要素的內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)一步拓展學(xué)生地理思維，讓學(xué)生真正把知識連貫起來，學(xué)會分析各地理要素的關(guān)聯(lián)性。學(xué)生也可以得出結(jié)論：水循環(huán)是動態(tài)的，影響因素是動態(tài)的，影響因素的變化會導(dǎo)致水循環(huán)環(huán)節(jié)的變化，從而影響水循環(huán)。

在講述水循環(huán)地理意義這一環(huán)節(jié)時，可出示大量與水循環(huán)相關(guān)的地理景觀圖片，讓學(xué)生先直接感受水循環(huán)造成很多地理現(xiàn)象和地理景觀。同時也讓學(xué)生從理性的認(rèn)識過渡到現(xiàn)實(shí)世界，并要求學(xué)生學(xué)會用所學(xué)知識去解釋其地理現(xiàn)象的成因，用文字歸納水循環(huán)的地理意義。這一環(huán)節(jié)不僅測試學(xué)生歸納能力，也提醒學(xué)生透過地理現(xiàn)象看本質(zhì)，并指導(dǎo)其學(xué)會用地理語言描述地理特征。

4.重視教學(xué)評價，凸顯地理學(xué)科價值

篇(3)

關(guān)鍵詞：流域 水循環(huán) 水文 分布式 模型 WEP

一、分布式流域水循環(huán)模擬的意義與作用

地球環(huán)境變化和人類活動的影響改變了水的自然循環(huán)規(guī)律， 加劇了我國水資源的供需矛盾，許多地區(qū)出現(xiàn)了水環(huán)境與水生態(tài)惡化的嚴(yán)重局勢。地表水、地下水及人工側(cè)支循環(huán)水等各類水資源轉(zhuǎn)化頻繁，狹義的水資源概念與傳統(tǒng)的水資源評價方法已顯不適。

20世紀(jì)80年代中期以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)的發(fā)展，從水循環(huán)過程的物理機(jī)制入手并考慮水文變量的空間變異性問題，即分布式流域水文（水循環(huán)）模型或稱“白箱”模型的研究在國內(nèi)外受到廣泛重視，涌現(xiàn)出許多分布式或半分布式模型，如SHE模型、IHDM模型及TOPMODEL模型等（參見文獻(xiàn)1）。另外，全球大循環(huán)（GCM）研究對陸地地表過程模擬提出了越來越高的要求，土壤-植物-大氣連續(xù)體（SPAC）研究受到重視，出現(xiàn)了各類SVATS（土壤-植物-大氣通量交換方案）模型，從另一方面加強(qiáng)了水循環(huán)的研究。本文使用“流域水循環(huán)模擬”而不是“流域水文模擬”，意在強(qiáng)調(diào)需要將流域水循環(huán)系統(tǒng)的所有要素過程聯(lián)系起來研究而不僅僅是產(chǎn)匯流模擬。

分布式流域水循環(huán)模擬能夠回答水在時空間上如何移動和轉(zhuǎn)化、什么樣的工程與管理措施才能減少無效耗水以及人與生態(tài)如何分水等問題，而且其模型參數(shù)具有物理意義、可根據(jù)測量和下墊面條件進(jìn)行推算。因此，基于物理機(jī)制的分布式流域水循環(huán)模型的研究與開發(fā)具有重要意義，在以下幾個方面具有不可替代的作用：（1）預(yù)測未來環(huán)境變化下的流域水資源演變趨勢，（2）分析人類活動的影響與各類對策的效果，（3）借助各類遙測技術(shù)在缺乏地面觀測資料流域進(jìn)行水文分析與預(yù)測，（4）為流域水資源評價與配置、洪水預(yù)報調(diào)度、水環(huán)境評價、水土流失監(jiān)督治理及水生態(tài)環(huán)境分析等各專業(yè)應(yīng)用提供強(qiáng)力支持。

二、WEP模型的開發(fā)與驗(yàn)證

本文作者從1995年起從事分布式流域水循環(huán)模擬研究，開發(fā)了網(wǎng)格分布式流域水循環(huán)模型WEP (Water and Energy transfer Process) 模型（參見文獻(xiàn)2至4）。該模型以長方形或正方形網(wǎng)格為計(jì)算單元，便于使用GIS和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，并具有物理概念強(qiáng)、計(jì)算精度高和速度快等特點(diǎn)，已在日本谷田川等多個流域得到驗(yàn)證，正在日本戰(zhàn)略性創(chuàng)造研究推進(jìn)事業(yè)項(xiàng)目(CREST)“都市生態(tài)圈、大氣圈和水圈中的水量能量交換”課題中使用，并正在我國的幾個流域進(jìn)行驗(yàn)證中。WEP模型2002年10月獲日本國著作權(quán)登錄，并可從互聯(lián)網(wǎng)上下載，詳見pwri.go.jp/team/suiri/yata-r/index_e.html。雖然WEP模型還包括水質(zhì)模擬模塊，受篇幅所限，這里僅就WEP模型的水循環(huán)模擬部分的開發(fā)與驗(yàn)證情況做簡要介紹。

1．1 WEP模型的開發(fā) 為提高計(jì)算效率，WEP模型對非飽和土壤水運(yùn)動的模擬采取了比SHE模型簡化的算法，但強(qiáng)化了對植物生態(tài)耗水與熱輸送過程的模擬，對水熱輸送各過程的描述大都是基于物理概念。

（1）模型結(jié)構(gòu)。各網(wǎng)格單元的鉛直方向結(jié)構(gòu)如圖-1（a）所示。從上到下包括植被或建筑物截留層、地表洼地儲留層、土壤表層、過渡帶層、淺層地下水層和深層地下水層等。狀態(tài)變量包括植被截留量、洼地儲留量、土壤含水率、地表溫度、過渡帶層儲水量、地下水位及河道水位等。主要參數(shù)包括植被最大截留深、土壤滲透系數(shù)、土壤水分吸力特征曲線參數(shù)、地下水透水系數(shù)和產(chǎn)水系數(shù)、河床的透水系數(shù)及坡面和河道的糙率等。為考慮網(wǎng)格內(nèi)土地利用的不均勻性，采用了“馬賽克”法即把網(wǎng)格內(nèi)的土地歸成數(shù)類，分別計(jì)算各類土地類型的地表面水熱通量，取其面積平均值為網(wǎng)格單元的地表面水熱通量。土地利用首先分為水域、裸地－植被域、不透水域三大類。裸地－植被域又分為裸地、草地與耕地、樹木3類、不透水域分為都市地表面與都市建筑物。另外，為反映表層土壤的含水率隨深度的變化和便于描述土壤蒸發(fā)、草或作物根系吸水和樹木根系吸水，將裸地－植被域的表層土壤分割成3層。

（a）

（b）

圖-1　WEP模型的結(jié)構(gòu)：（a）網(wǎng)格單元內(nèi)的鉛直方向結(jié)構(gòu)，（b）平面結(jié)構(gòu)

WEP模型的平面結(jié)構(gòu)如圖-1(b)所示。首先，為追跡計(jì)算坡面徑流，根據(jù)流域數(shù)字高程（DEM）及數(shù)字化實(shí)際河道等，設(shè)定網(wǎng)格單元的匯流方向（落水線）。然后，將坡面徑流沿著落水線用1維運(yùn)動波法由流域的最上游端追跡計(jì)算至最下游端。關(guān)于各支流及干流的河道匯流計(jì)算，視有無下游邊界條件采用1維運(yùn)動波法或動力波法由上游端至下游端追跡計(jì)算。地下水流動采用多層模型進(jìn)行數(shù)值解析，并考慮其與地表水、土壤水及河道水的水量交換。

(2) 水循環(huán)過程的模擬。蒸發(fā)蒸騰包括植被截留蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)、水面蒸發(fā)和植被蒸騰等。WEP模型按照土壤-植被-大氣通量交換方法(SVATS)、采用Penman-Monteith公式詳細(xì)計(jì)算了蒸發(fā)蒸騰。由于蒸發(fā)蒸騰過程和能量交換過程客觀上融為一體，地表附近的輻射、潛熱、顯熱、熱傳導(dǎo)及地表溫度的計(jì)算不可缺少。為減輕計(jì)算負(fù)擔(dān)，熱傳導(dǎo)及地表溫度的計(jì)算采用了強(qiáng)制復(fù)原法(FRM)。GREEN-AMPT入滲模型物理概念明確，所用參數(shù)可由土壤物理特性推出，并已得到大量應(yīng)用驗(yàn)證，因此，WEP模型采用GREEN-AMPT鉛直一維入滲模型模擬降雨入滲及超滲坡面徑流。GREEN-AMPT模型僅適用于降雨入滲過程。而非降雨期的表層土壤(通常是非飽和狀態(tài))水分量的再分配將影響到降雨入滲時的初期水分量、土壤和植被的蒸發(fā)蒸騰和對淺層地下水的補(bǔ)給等，為減輕計(jì)算負(fù)擔(dān)，WEP模型將表層土壤分成數(shù)層，按照非飽和狀態(tài)的達(dá)西定律和連續(xù)方程進(jìn)行計(jì)算。 在山地丘陵等地形起伏地區(qū)，同時考慮坡向壤中徑流及土壤滲透系數(shù)的各向變異性。地下水流動采用多層模型進(jìn)行數(shù)值解析。淺層地下水運(yùn)動按照BOUSINESSQ方程進(jìn)行二維數(shù)值計(jì)算，源項(xiàng)包括表層土壤的降雨補(bǔ)給、地下水取水、深層滲漏及地下水溢出(或來自河流的補(bǔ)給)等。在河流下部及周圍，河流水和地下水的相互補(bǔ)給量根據(jù)其水位差與河床材料的特性等按達(dá)西定律計(jì)算。為考慮包氣帶層過厚可能造成的地下水補(bǔ)給滯后問題，在表層土壤與淺層地下水之間設(shè)一過渡層，用儲流函數(shù)法處理。另外，WEP還考慮了雨水人工儲留滲透設(shè)施的模擬、防災(zāi)調(diào)節(jié)池的計(jì)算及水田的模型化等。

2．2 WEP模型的驗(yàn)證

WEP模型先后在日本東京的多摩川中部流域（578 km2）、千葉縣海老川流域（27 km2）及茨城縣谷田川流域（166 km2）得到驗(yàn)證和應(yīng)用。其中，海老川流域是高度都市化的流域，谷田川流域是農(nóng)地與人工林地為主的自然流域，多摩川中部流域是半都市化半自然的流域。WEP模型的模擬結(jié)果示例見圖－2至4?？梢钥闯觯琖EP模型不僅對流量，而且對地下水位及土壤水分等均有良好的模擬結(jié)果。驗(yàn)證后的WEP模型曾用來分析都市化對東京都水熱收支及水熱通量的空間分布的影響，評價雨水人工儲留滲透設(shè)施和防災(zāi)調(diào)節(jié)池對流域水循環(huán)的改善作用，研究水田的維持河川枯水流量及滯洪效果等（參見文獻(xiàn)2至4）。

WEP模型具有較高的計(jì)算效率。以谷田川流域的計(jì)算為例，共有16661個計(jì)算網(wǎng)格單元，計(jì)算時段步長采用1小時，在CPU為1.4GHZ的微機(jī)上，一年的計(jì)算時間約為3小時。

圖－2 WEP模型的流量模擬結(jié)果示例（谷田川流域）

圖－3 WEP模型的地下水位模擬結(jié)果示例（海老川流域）

圖－4 WEP模型的土壤水分模擬結(jié)果示例（海老川流域）

轉(zhuǎn)貼于 三、分布式流域水循環(huán)模擬面臨的難題與對策 分布式流域水循環(huán)模擬在我國推廣應(yīng)用所面臨的主要難題有：（1）水文變量及參數(shù)的空間變異性與尺度問題。我國流域尺度大、人類活動影響深?？筛鶕?jù)流域不同地區(qū)的地形地貌特點(diǎn)，分區(qū)選取不同的計(jì)算網(wǎng)格步長，然后根據(jù)網(wǎng)格內(nèi)土壤等參數(shù)的概率分布規(guī)律考慮其空間變異性對產(chǎn)匯流的影響。（2）水循環(huán)的動力學(xué)機(jī)制的描述和計(jì)算量大之間的矛盾。水循環(huán)的許多過程如降雨時的入滲和地表徑流過程變化快，描述這些過程常需要日以下的時間步長。如果所有過程所有時期均采用很短的時間步長，計(jì)算量將很大。因此，采用變時間步長，即針對不同過程及同一過程的不同時期采用不同的時間步長，將是緩解矛盾的對策之一。（3）下包氣帶過厚滯后了降雨對淺層地下水的補(bǔ)給問題。我國許多地區(qū)特別是干旱半干旱地區(qū)的淺層地下水位往往很深，和地表之間存在很厚的包氣帶，滯后了降雨對淺層地下水的補(bǔ)給。可通過典型調(diào)查和觀測，采取滯后曲線法、儲留函數(shù)法等方法來解決。（4）資料收集難與數(shù)據(jù)不足問題。分布式水循環(huán)模擬需要大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。雖然我國的水文氣象觀測、地質(zhì)調(diào)查與資料整編等基礎(chǔ)工作開展較早、質(zhì)量較高，但目前仍存在資料收集難與數(shù)據(jù)不足問題。

四、結(jié)束語 分布式流域水循環(huán)模擬和GIS、DEM和各類遙測技術(shù)相結(jié)合，解決水資源評價、洪水預(yù)報調(diào)度、水土流失、水污染以及水生態(tài)等各種生產(chǎn)實(shí)際問題，近年來已成為跨學(xué)科的國際研究前沿。國際水文學(xué)會（IAHS）2002年將“觀測資料缺乏流域的預(yù)測（PUBs）”提議為下一個國際水文十年研究計(jì)劃。歐美國家已開發(fā)出分布式流域水循環(huán)模擬與流域水資源管理、污染物運(yùn)移或土壤侵蝕流失計(jì)算等耦合的應(yīng)用系統(tǒng)，如美國USGS 的MMS 系統(tǒng)、歐洲的SHETRAN模型等。因此，加快開發(fā)適應(yīng)我國自然地理特征與氣候特點(diǎn)的各類基于GIS的耦合式應(yīng)用系統(tǒng)顯得十分重要。此外，考慮到我國流域尺度大、人類活動影響深、環(huán)境復(fù)雜多變的實(shí)際情況，雖然傳統(tǒng)的以率定參數(shù)為本的集總式水文模型無法客觀地描述產(chǎn)匯流機(jī)制和預(yù)測人類活動帶來的影響，但完全按數(shù)學(xué)物理方程模擬又受計(jì)算量的限制和尺度問題的困擾，因此基于物理概念和變時空步長的分布式流域水循環(huán)模型將是未來的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn) [1] Singh V.P. and D.A Woolhiser， Mathematical modeling of watershed hydrology，Journal of Hydrologic Engineering， ASCE， Aug.，2002，Vol.7， No.4， 270-292

[2] Jia Yangwen， Guangheng Ni， Yoshihisa Kawahara and Tadashi Suetsugi， Development of WEP Model and Its Application to an Urban Watershed， Hydrological Processes， May， 2001， Vol.15， 2175-2194

篇(4)

關(guān)鍵詞 分布式水文模型；水土保持；水文水資源效應(yīng)

中圖分類號：S157 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）03-0046-01

1 分布式水文模型的研究

由于水體存在流動性、空間變異性的特點(diǎn)，現(xiàn)階段水文模型有兩種，分別是集總式水文模型、分布式水文模型，這兩種水文模型最大的不同是其水體的水利學(xué)特征分布是否均勻，根據(jù)水利學(xué)分布特征的不同，兩種水文模型在概念上有著很大的差別。分布式水文模型是通過水流的偏微分物理方程來展示水體在流域時間、流域空間上的變化規(guī)律，考慮到周邊環(huán)境、初始條件等數(shù)據(jù)，采用一種離散化的計(jì)算方式，對其進(jìn)行分析求解。影響水循環(huán)的因素有很多，模型參數(shù)主要依靠其水體移動介質(zhì)的物理特性來測量、推算，分布式水文模型可廣泛應(yīng)用于對流域下墊面的研究。1969年首次由國外學(xué)者研究出分布式水文模型，隨著時代和科技的發(fā)展，分布式水文模型也越來越受到人們的關(guān)注，通過與計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、遙感技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的運(yùn)用，提出了分布式水文模型更多的功能與效用。

2 WEP-L模型基本原理及水資源評價口徑

2.1 WEP-L模型基本原理

WEP-L模型是一種具有物理機(jī)制的分布式水文模型，通過參考WEP-L模型就能了解到自然界中水循環(huán)的各個要素模擬情況，WEP-L模型的模擬對象包括天然與人工這兩種，其中天然的對象是坡面-河道的主循環(huán)過程，人工的對象則是供-用-耗-排的側(cè)支循環(huán)過程，這兩種模擬對象的耦合關(guān)系需要水量平衡、各項(xiàng)循環(huán)要素間的水力聯(lián)系得以實(shí)現(xiàn)。WEP-L模型可由平面、垂直這兩種結(jié)構(gòu)形成，其平面結(jié)構(gòu)由坡面匯流計(jì)算出各項(xiàng)高帶高程、坡度、Manning糙率系數(shù)等，通過一維運(yùn)動坡法計(jì)算流體的坡面徑流，從其流域最上游開始計(jì)算，直到追算至最下游，凡是河道內(nèi)存在下游條件匯流就可使用一維運(yùn)動坡法。WEP-L模型垂直結(jié)構(gòu)是按照從上到下的方式，其研究對象包括融雪與冰川層、植被與建筑物截留層、土壤表層、過渡帶層以及深、淺層地下水層等，由于不均勻的土地利用，通過使用馬賽克法計(jì)算出每種土地類型平均面積值的地表面水熱通量，可反映出表層土壤含水率、土壤蒸發(fā)以及草、作物、樹木根系吸水等情況，為對生態(tài)需水中土壤水作用的研究打下了基礎(chǔ)。土壤、水面、植被蒸騰等各項(xiàng)蒸發(fā)量在水循環(huán)系統(tǒng)各要素模擬中，可參考土壤-植被-大氣通量交換方法進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)地表徑流的產(chǎn)流模式可分為超滲、蓄滿，其計(jì)算方式也要有所區(qū)別，例如超滲可采用Green-Ampt模型，蓄滿可采用Richards方程計(jì)算。山坡斜面土壤層計(jì)算方法可采用壤中流法來計(jì)算， 淺層地下水運(yùn)動主要的計(jì)算方法是二維數(shù)值法計(jì)算，淺層地下水運(yùn)動與非飽和土壤水、河水呈動態(tài)藕合關(guān)系，融化積雪的算法主要依靠溫度指數(shù)法，為進(jìn)一步計(jì)算出蒸騰蒸發(fā)量，可通過WEP-L模型模擬地表面-大氣間能量循環(huán)過程，就能得出具體、精確的蒸騰蒸發(fā)量。

2.2 水資源評價口徑

水資源有三種評價準(zhǔn)則，基于水資源準(zhǔn)則的有效性、可控性、可再生性又可分為三種評價口徑，分別代表了狹義、廣義水資源量、國民經(jīng)濟(jì)可利用量。本文從狹義、廣義水資源口徑對水土保持水文水資源效應(yīng)做出評價。不重復(fù)的有效蒸散發(fā)量加上狹義水資源總量就可以得出廣義水資源總量，狹義水資源其中包括地表水資源量、不重復(fù)的地下水資源量，符合現(xiàn)階段水資源概念。

3 分布式水文模型應(yīng)用實(shí)例研究

3.1 研究實(shí)例概況

本文以黃河重點(diǎn)水土流失治理區(qū)為例，主要對基于分布式水文模型的水土保持水文水資源效應(yīng)進(jìn)行研究，本次研究區(qū)位于黃河中游的河龍區(qū)間，其中含有三個水資源三級區(qū)，分別為河龍區(qū)間左岸、吳堡以上右岸、吳堡以下右岸。河龍區(qū)黃河干流全長約為725千米，面積約達(dá)11萬平方千米，兩岸有眾多細(xì)小分支流匯人，黃土極厚，地形龜裂，集中降雨強(qiáng)度大，植被稀疏，嚴(yán)重的水土流失地帶，生態(tài)環(huán)境極其脆弱，其也是黃河一帶重要的產(chǎn)沙區(qū)。

3.2 分析方法

通過WEP-L模型模擬河龍區(qū)四十五年的水循環(huán)過程，并將其下墊面條件與無水土保持措施條件的水循環(huán)模擬過程進(jìn)行對比，可直接反映出水土保持水文水資源效應(yīng)。具體分析方法如下，首先制定出劃分子流域與基本計(jì)算單元，將河龍區(qū)分為多個流域、高帶等，每個高帶則看作是一個計(jì)算單元。為保證WEP-L模型計(jì)算的精確性、有效性，可通過飽和導(dǎo)水系數(shù)、Manning糙率、地下水含水層的傳導(dǎo)系數(shù)與給水度等進(jìn)行校正。兩種對比的模擬過程在保證各項(xiàng)參數(shù)相等時，Manning糙率會隨著土地利用率而發(fā)生變化。

3.3 結(jié)果與探討

在河龍區(qū)采用有效的水土保持措施，可使植被條件、土壤條件、局部地形與地貌等條件發(fā)生改變，這些變化反映出水循環(huán)的垂向過程、水平過程、流域水循環(huán)各項(xiàng)要素過程，其過程的變化就出現(xiàn)了各種不同的水資源量評價口徑，隨之形成多種水資源量評價口徑。有效的水土保持措施使河龍區(qū)增多了局部蒸發(fā)量、減少了無效蒸發(fā)量、廣義水資源量明顯上升。河龍區(qū)采用水土保持措施，有效增加了水資源效應(yīng)與土地利用率，對保護(hù)生態(tài)環(huán)境起到了積極作用。

4 結(jié)束語

綜上所述，水土保持水文水資源效應(yīng)就是水土保持對水體、流域、水沙等變化產(chǎn)生作用的結(jié)果。傳統(tǒng)研究水土保持水文水資源效應(yīng)的方法有水文法、水保法，但這兩種方法都無法反映出廣義水資源效應(yīng)，分布式水文模型則可為研究水土保持水文水資源效應(yīng)提供有力的依據(jù)?，F(xiàn)階段還沒有找出分布式水文模型計(jì)算減沙效應(yīng)的方法，但值得一提的是，分布式水文模型會是今后水土保持水文水資源效應(yīng)研究中的重要工具。

參考文獻(xiàn)

[1]史曉亮.基于SWAT模型的灤河流域分布式水文模擬與干旱評價方法研究[D].中國科學(xué)院研究生院（東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所），2013.

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[3]董雯.人類活動和氣候變化對水文水資源的影響研究[D].新疆大學(xué)，2010.

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【關(guān)鍵詞】自然循環(huán)；熱水鍋爐；回路分析；水動力

鍋爐是一種承壓的特種設(shè)備，以水為介質(zhì)，產(chǎn)生熱能。鍋爐本身存在著一個能量的轉(zhuǎn)換與動態(tài)的循環(huán)，這就需要對鍋爐的汽相、液相循環(huán)進(jìn)行計(jì)算，以保證鍋爐的正常運(yùn)行?，F(xiàn)在，鍋爐的水力計(jì)算，已經(jīng)不用手工，基本采用計(jì)算機(jī)，輸入數(shù)據(jù)后，就可以得出結(jié)果。因?yàn)殄仩t的水力計(jì)算公式多、繁雜、且高次公式也多。

一、自然循環(huán)鍋爐水動力的計(jì)算前的方法和步驟。

自然循環(huán)鍋爐的水循環(huán)計(jì)算方法和步驟：（1）確定循環(huán)流量或流速，循環(huán)倍率，循環(huán)回路的各種壓差，以及可靠性指標(biāo)；（2）計(jì)算時的受熱狀況、工質(zhì)流速、壓差等參數(shù)為管組或回路的平均值，但在進(jìn)行安全性校驗(yàn)時，需按條件最差的管子進(jìn)行；（3）鍋爐在通常的負(fù)荷變化范圍內(nèi)對水循環(huán)特性影響不大，通常只對額定參數(shù)進(jìn)行計(jì)算；（4）對結(jié)構(gòu)特性和受熱狀況基本相同的回路，可選其中一個回路進(jìn)行計(jì)算。

二、自然循環(huán)鍋爐的水動力基本方程的建立及形式

（1）壓差法：從鍋爐液位面到下集箱中心高度之間，計(jì)算的上升管壓差與下降管壓差相等。方程式為：，式中，――鍋爐液位面到下集箱的中心高度；、――分別為上升管和下降管中工質(zhì)的平均密度；、――分別為上升管和下降管中工質(zhì)流動阻力。

（2）運(yùn)動壓頭法：循環(huán)回路中產(chǎn)生的水循環(huán)動力，在穩(wěn)定流動時，用于克服回路中工質(zhì)流動的總阻力。方程式為：

（3）有效壓頭法：循環(huán)回路中運(yùn)動壓頭克服上升管得流動阻力后剩余的部分水循環(huán)動力，在穩(wěn)定流動時，用于克服回路中下降管的流動阻力。方程式為：

三、標(biāo)準(zhǔn)方法的水動力計(jì)算的簡要步驟

標(biāo)準(zhǔn)方法的水動力計(jì)算的簡要步驟：（1）鍋爐的形式確定結(jié)構(gòu)特性與數(shù)據(jù)模型。（2）各循環(huán)回路阻力計(jì)算；（3）各受熱面吸熱量分配；（4）各回路水循環(huán)計(jì)算，得出水循環(huán)回路特性曲線；（5）循環(huán)回路中最低、最高水速的計(jì)算；（6）回路中受熱最弱、最強(qiáng)管各段吸熱量計(jì)算：平均工況下管組兩端壓差確定；受熱最弱管中兩端壓差計(jì)算；受熱最強(qiáng)管中兩端壓差計(jì)算；受熱最弱管中工作點(diǎn)時水速的確定；熱最強(qiáng)管中工作點(diǎn)時水速的確定；過冷沸騰的校驗(yàn)；

四、采用水動力回路分析法和標(biāo)準(zhǔn)方法的結(jié)果比較分析

1、采用標(biāo)準(zhǔn)方法計(jì)算時，各組水冷壁管等效為一根上升管，相當(dāng)于各水冷壁管的工況相同，多根下降管則等效為一根下降根，相當(dāng)于每根下降管的工況相同；而采用水動力回路分析法計(jì)算時，則完全按照各單管的實(shí)際工況計(jì)算；

2、采用水動力回路分析法計(jì)算時，考慮了集箱中摩擦阻力對流量的影響；

3、由于水動力回路分析法是對各受熱面中的各單管進(jìn)行水動力計(jì)算，因此，可以在計(jì)算中準(zhǔn)確地考慮受熱面沿寬度和高度方向的吸熱量不均勻分布；

4、在計(jì)算對流管束回路時，標(biāo)準(zhǔn)方法是通過上升管組與下降管組的橫截面積比來確定上升管和下降管的數(shù)量，然后把上升管組和下降管組分別等效為單管計(jì)算；而水動力回路分析方法是根據(jù)煙氣沖刷形式分配每根單管的吸熱量，通過數(shù)值方法直接求解水動力回路分析方程組，得到對流管束各單管的工質(zhì)流速，并可確定下降管的數(shù)量及位置；

5、采用水動力回路分析法和標(biāo)準(zhǔn)方法計(jì)算的各受熱面回路平均工質(zhì)流量或流速是一致的，但通過水動力回路分析法計(jì)算結(jié)果可知，對于各個受熱面管最低工質(zhì)流速與單管最高工質(zhì)流速的相對偏差較大。

五、目前鍋爐水動力計(jì)算的方式及發(fā)展：

目前，鍋爐水動力的計(jì)算都采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行計(jì)算，非常簡單。適合進(jìn)行多種爐型的寬廣壓力范圍內(nèi)鍋爐水動力計(jì)算。主要有以下幾個方面的特點(diǎn)：

1、模型通用性強(qiáng)：可以進(jìn)行對自然循環(huán)、超臨界鍋爐、蒸汽、熱水等各種型式的鍋爐進(jìn)行水循環(huán)動力計(jì)算。

2、軟件適用范圍廣：能夠進(jìn)行不同用途（電站鍋爐和工業(yè)鍋爐）、多種爐型（前后墻對沖、四角切圓、“W”型火焰、塔式、循環(huán)流化床等）、各種壓力范圍（超臨界和亞臨界）和各種循環(huán)方式（直流和自然循環(huán)）的鍋爐水動力計(jì)算。并適用于鍋爐的各種負(fù)荷工況。

3、可靠性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高：軟件的計(jì)算結(jié)果可以細(xì)化到每個管屏的每一根管子，給出其進(jìn)出口參數(shù)（包括壓力、溫度、焓、干度）以及管內(nèi)壓力降（包括總壓降、重位壓降、摩擦壓降、局部壓降、加速壓降）。經(jīng)過各大鍋爐廠的多個工程實(shí)例驗(yàn)證，取得了滿意的結(jié)果。

4、軟件使用方便：軟件界面友好，操作方便。水動力計(jì)算軟件安裝過程非常簡便迅速。輸入數(shù)據(jù)以Access文件保存，輸出數(shù)據(jù)以Excel文件保存，文件的打開和保存方便。

5、程序可拓展性強(qiáng)：實(shí)驗(yàn)測量手段和數(shù)值模擬技術(shù)的不斷提高有力地推動軟件計(jì)算朝著更加精細(xì)準(zhǔn)確的方向發(fā)展，有必要將最新的研究成果應(yīng)用于工程計(jì)算。本軟件采用面向?qū)ο蟮木幊谭绞?，可以非常方便地對軟件中所使用的熱?fù)荷分布形式、阻力特性和傳熱特性公式等進(jìn)行及時更新。同時，由于軟件通用性強(qiáng)，可處理任意布置方式的汽水連接系統(tǒng)，其應(yīng)用范圍將更加廣闊，目前已拓展到氣化爐的水動力計(jì)算中。

六、結(jié)束語

我國目前都依照J(rèn)B/T8659-1997《熱水鍋爐水動力計(jì)算方法》（簡稱為標(biāo)準(zhǔn)方法）進(jìn)行熱水鍋爐的水動力計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)方法是將鍋爐受熱面劃分成若干個管組，然后根據(jù)各個管組的平均吸熱量及幾何特性等參數(shù)通過圖解法求出各管組的水動力工作點(diǎn)。此方法不僅計(jì)算過程繁瑣，不能準(zhǔn)確確定每根單管的工質(zhì)流量，而且存在著圖解法所固有的計(jì)算誤差。為此，提出了一種可以直接計(jì)算自然循環(huán)熱水鍋爐各循環(huán)回路中每根單管水動力特性的自然循環(huán)熱水鍋爐水動力數(shù)值計(jì)算新方法。

參考文獻(xiàn)：

篇(6)

水在自然界中有著各種各樣的存在形態(tài)――云、雨、霧、露、霜、雪、冰雹、水蒸氣……即水在自然界同時以液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)存在著，而且三態(tài)之間不停地進(jìn)行轉(zhuǎn)化。正是因?yàn)樗谕ǔ－h(huán)境條件下氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)易于轉(zhuǎn)化的特性及地球上的水分布廣泛，貯量巨大，成為水循，環(huán)的物質(zhì)基礎(chǔ)，加之地球上太陽輻射的強(qiáng)度不均勻，以及晝夜溫度的變化促成了水在自然界不斷經(jīng)歷著三種狀態(tài)及空間的循環(huán)變化，

其實(shí)水循環(huán)中物態(tài)變化與我們的生活是密切相關(guān)的，因?yàn)樗俪闪俗匀唤缰刑鞖獾淖兓?，在各種天氣現(xiàn)象中，同學(xué)們最熟悉和關(guān)注的?？峙率窃?、霧、雨、露、霜、雪、冰雹等現(xiàn)象了，因?yàn)檫@些現(xiàn)象直接影響到人們的生產(chǎn)、交通和日常生活，那么，它們產(chǎn)生的原因和物理過程又是怎樣的呢?

要弄清這些問題，首先要從云說起，在白天氣溫較高，大海、湖泊、河流、土壤和植物中的水蒸發(fā)后，致使空氣中含有大量的水蒸氣，這種看不見的氣體，雖然在大氣中占的比例很小，但卻是造成天氣變化中一個必要的“角色”，當(dāng)這些水蒸氣上升到較冷的高空以后，一部分液化成為小水滴，一部分凝華成小冰晶，這些大量的小水滴和小冰晶就共同組成了天空中的云，

再說雨、霧、露、冰雹、雪和霜，

雨：當(dāng)天空的云越聚越多、越聚越厚的時候，云中的小水滴或小冰晶，隨著氣流的急速升降而上下運(yùn)動，其中大水滴吞并了小水滴，壯大了自己，吞并的結(jié)果是很快增大到空氣再也承托不住它的狀態(tài)，這時，它便會從高空掉下來，在下落的過程中，冰晶吸熱熔化成水滴，與原來的水滴一起落到地面，這就是我們經(jīng)?？梢钥吹降挠?，

霧：在夜間，地面附近的空氣溫度較低，如果空氣中含有的水蒸氣較多，空氣中又有較多的浮塵，氣溫足夠低時，水蒸氣遇冷便會液化成小水珠附在浮塵上，和浮塵一起漂浮在空氣中，這就是霧，霧會使地面附近的能見度降低，從而容易引發(fā)交通事故，所以霧較濃的時候，我們要關(guān)閉高速公路以及機(jī)場，

露：天氣較熱時，空氣比較濕潤，當(dāng)夜間溫度下降時，地面附近空氣中的水蒸氣便會向植物的莖、葉表面放熱，液化成小水滴并附著在它們的表面，這就是露，

冰雹：冰雹和雨、雪一樣都是從云里掉下來的，不過下冰雹的云是一種發(fā)展十分強(qiáng)盛的積雨云，它和一般的云有些不同，這種云上升運(yùn)動特別劇烈，常升高到幾千米甚至一、二萬米，且云層也特別厚，人們常把它叫做積雨云，在積雨云中，空氣的上升氣流挾帶著大量的水汽，急速地上升到高空。然后又很快地變冷，這時水汽立即凝華成小冰晶，又從高空掉下來，經(jīng)過一層溫度在0℃以下但還沒有凍結(jié)的冷水層，于是冷水便在冰晶上凝固，成為一層不透明的冰，這樣，小冰晶變成了較大的“雪珠”，由于雪珠比一般的冰晶重，一旦上升氣流較弱時，便馬上下落，且表面開始熔化；如果這時它又遇到強(qiáng)烈的上升氣流，又會使上述物理過程重新循環(huán)，如此在雪珠外面，不斷地裹上一層層“冰衣”，直到上升氣流再也承托不住它的時候，雪球便掉了下來，這就是我們常見的冰雹，

雪：當(dāng)水蒸氣上升到很冷的高空時，氣溫降到0℃以下，云中的水蒸氣便會凝華成為成六角形的冰花。冰花不斷地聚集在一起，當(dāng)其所受重力足夠大時，形成雪片或者雪團(tuán)降落下來，這就是雪，

霜：深秋和初冬季節(jié)，由于晚上溫度很低，有時可降到0℃以下。這時地面附近空氣中的水蒸氣在地面或植物的莖、葉上放熱，凝華成小冰晶，這就是霜，霜是一種白色的冰晶，多形成于夜間，少數(shù)情況下，在日落以前太陽斜照的時候就開始形成，通常，日出后不久霜就升華了，但是在天氣嚴(yán)寒的時候或者在背陰的地方，霜也能終日不消，它常會使農(nóng)作物遭受凍害，

地球上的水圈就是如此在太陽輻射和地球引力的推動下不斷地發(fā)生著豐富的物態(tài)變化和不停地運(yùn)動著，促成了全球范圍內(nèi)水的大循環(huán)，由此把各種水體連接起來，使得各種水體能夠長期存在，水循環(huán)是一個多環(huán)節(jié)的自然過程，全球性的水循環(huán)涉及蒸發(fā)、大氣水分輸送、地表水和地下水循環(huán)以及多種形式的水量貯蓄，海洋和陸地之間的水交換是這個循環(huán)的主線，意義最重大，在太陽能的作用下，海洋表面的水蒸發(fā)到大氣中形成水汽，水汽隨大氣環(huán)流運(yùn)動，一部分進(jìn)入陸地上空，在一定條件下形成雨雪等降水；大氣降水到達(dá)地面后轉(zhuǎn)化為地下水、土壤水和地表徑流，地下徑流和地表徑流最終又回到海洋，由此形成淡水的動態(tài)循環(huán)，這部分水容易被人類社會所利用，具有重要的經(jīng)濟(jì)價值，這正是我們平時所說的水資源，

當(dāng)前人們已經(jīng)把水循環(huán)看作為一個動態(tài)有序的系統(tǒng)，水循環(huán)對于人類社會及生產(chǎn)活動有著重要的意義，正是由于水循環(huán)的存在，使人類賴以生存的水資源得到不斷的更新，成為一種再生資源，從而可以永久使用，使各個地區(qū)的氣溫、濕度等不斷得到調(diào)整，此外，人類的活動也在一定的空間和一定尺度上影響著水循環(huán)，比如目前“人工增雨”已經(jīng)成為人類向天空這個天然大水庫索要水源以緩解旱情、解決淡水資源緊缺的重要手段和方法，研究水循環(huán)與人類的相互作用和相互關(guān)系，對于合理開發(fā)水資源，管理水資源，進(jìn)而改造大自然具有深遠(yuǎn)的意義，不過，人類活動也不斷改變著自然環(huán)境，越來越強(qiáng)烈地影響水循環(huán)的過程，人類構(gòu)筑水庫，開鑿運(yùn)河、渠道、河網(wǎng)，以及大量開發(fā)利用地下水等，改變了水的原來徑流路線，引起水的分布和水的運(yùn)動狀況的變化，農(nóng)業(yè)的發(fā)展，森林的破壞，引起蒸發(fā)、徑流、下滲等過程的變化，城市和工礦區(qū)的大氣污染和熱島效應(yīng)也可改變本地區(qū)的水循環(huán)狀況，我國水資源的總量不少，但人均、畝均水資源量很少，我國水資源總量為28124億立方米，其中河川、徑流27115億立方米，少于巴西、前蘇聯(lián)、加拿大，居世界第四位，但我國人均水量只有2350立方米，只有世界人均占有水量的27％，根據(jù)149個國家按1990年人口統(tǒng)計(jì)的人均占有水量由多到少排列，中國排在第110位，可見我國也是一個嚴(yán)重缺水的國家，水是人類生命的資源，是動、植物的好朋友，但據(jù)專家統(tǒng)計(jì)：地球在2100年，地殼上的水將會給人類用光!可目前仍有很多人不留意水是多么的珍貴，我們應(yīng)該警告這些人：不應(yīng)該把寶貴的水資源白白地浪費(fèi)掉，應(yīng)該依

據(jù)水的物態(tài)變化規(guī)律和循環(huán)特點(diǎn)，努力建立節(jié)水型社會，有效地利用生命之水，滋潤綠色的生命，滋潤人類共同的家園!

讀完此文，請同學(xué)們牛刀小試一下：

1、大氣中的水蒸氣主要來自地球表面，江河湖海中的水，潮濕的土壤，動、植物中的水分，時刻被

到空氣中變成氣態(tài)，寒冷地區(qū)的冰雪，雖然溫度遠(yuǎn)低于0℃，但也在緩慢地______這些水蒸氣進(jìn)入大氣后，成云致雨，有的______變?yōu)樗?，有的______形成露，然后又返回地面，滲入土壤或流入江河湖海，

2、液態(tài)的水?？梢訽_____為固態(tài)的冰，也可以______為氣態(tài)的水蒸氣：氣態(tài)的水蒸氣可以

為液態(tài)的霧、雨、露，也可以______為固態(tài)的冰晶、雪、霜；而固態(tài)的冰、雪、霜可以為液態(tài)的水，也可以______為氣態(tài)的水蒸氣，因此雨、露、霜、雪是水循環(huán)過程中的產(chǎn)物，

3、如圖是大自然中水循環(huán)現(xiàn)象的示意圖，江、河、湖、海以及大地表層中的水不斷地蒸發(fā)變成水蒸氣，當(dāng)含有很多水蒸氣的空氣升入高空時，水蒸氣的溫度降低凝成小水滴或凝成小冰晶，這就是云，在一定條件下，云中的小水滴和小冰晶越來越大，就會下落，在下落過程中。小冰晶又變成小水滴，與原來的水滴一起落到地面，這就形成了雨，

(1)請依次寫出上文劃線處涉及到的物態(tài)變化的名稱______、______、______；

(2)上面三種物態(tài)變化中，屬于吸熱的是：______；

4，下面關(guān)于云、露、霧、霜形成的敘述中，正確的是(　)，

A、云是水蒸氣升入高空時，溫度降低凝結(jié)成小水滴和凝華成小冰晶而形成的

B、霧是浮在浮塵上的空氣液化形成的

C、露是云中的小冰晶熔化形成的小水滴

D、霜是空氣中的水蒸氣先液化為小水珠，而后又凝固成小冰晶

5、冬天，小剛的奶奶早晨將洗好的衣服拿到室外晾曬，小剛發(fā)現(xiàn)晾曬的衣服在冒熱氣；中午，他放學(xué)回來，發(fā)現(xiàn)這些衣服變硬了；傍晚，奶奶將衣服收到室內(nèi)，小剛發(fā)現(xiàn)衣服干了：過了一會兒，一小部分沒干的地方又濕了；第二早晨，小剛又發(fā)現(xiàn)本來濕的又干了，討論一下上述情景中有哪些物理現(xiàn)象?

6，我國屬于缺水國家，節(jié)約用水應(yīng)從我做起，請你寫出日常生活中的兩項(xiàng)節(jié)水措施，

篇(7)

1超壓出流造成的損失

建筑給排水工程中，給水配件的超壓出流會對給水系統(tǒng)中的水量正常分配造成一定程度的破壞，使用水工況受到影響，并且超壓出流所排出的水量也沒能產(chǎn)生應(yīng)有的效益，而形成水資源的浪費(fèi)。一般情況下，因超壓出流而造成的水量損失，不會被使用者發(fā)現(xiàn)和重視，屬于隱性的資源浪費(fèi)。雖然，目前在建筑工程的施工中，大多都會采用節(jié)水龍頭，此類型的設(shè)備能夠做到一定程度的減壓節(jié)流，可是如果給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不夠合理，還是不能有效的解決超壓出流的現(xiàn)象。我國目前正處于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大規(guī)模發(fā)展進(jìn)程中，如果這樣的浪費(fèi)在不同建筑設(shè)施中都有輕重不一的存在，則累積起來也是一項(xiàng)非常重大的損失。

2管路和閥門泄露造成的損失

管路和冷門的泄露，是日常生活中非常常見的浪費(fèi)現(xiàn)象，經(jīng)?？梢园l(fā)現(xiàn)在道路兩旁的輸水管路的連接處或者閥門井處出現(xiàn)程度不一的泄露，而以此推斷在深埋入地下的輸水管路中一定也大量存在這樣的現(xiàn)象。分析其原因主要為管路年久失修沒能及時進(jìn)行更換和維修，或者直接就是由于閥門或其它部件的質(zhì)量存在問題所導(dǎo)致，使大量的水資源白白消失。在日常的生活中，有很多群眾會反映用水配件的損壞問題，其中較多的情況如浮球閥等配件的損壞，由于此配件的質(zhì)量低下使其在使用中不能良好的發(fā)揮其功能，造成于配水系統(tǒng)的溢流管處的大量水流失，根據(jù)有關(guān)資料顯示，存在滲滴的出水頭每日大約會造成水資源浪費(fèi)達(dá)到75升左右，損失之大使人痛心。

二、建筑給排水節(jié)水措施

1合理選擇熱水循環(huán)方式

導(dǎo)致熱水干管循環(huán)造成損失的因素很多，如施工方法不當(dāng)與管理不善及工程設(shè)計(jì)本身就存在問題等。針對熱水循環(huán)的設(shè)計(jì)階段，選擇怎樣的熱水循環(huán)方式是左右冷水量大小的重要因素，在當(dāng)前的通行規(guī)范中，主要有三種方式可以選擇，包括干管循環(huán)和立、干管循環(huán)及支管、立管、干管循環(huán)。通過觀察和分析可以得出結(jié)論，在其中造成水資源損失最為嚴(yán)重的形式為干管循環(huán)，怎樣改善干管循環(huán)的浪費(fèi)程度已經(jīng)是當(dāng)前非常重要的研究課題，并且根據(jù)這一問題，已經(jīng)采取了一些措施和進(jìn)行了一些嘗試。還是以我市某服裝廠的職工浴室為例，自察覺到循環(huán)系統(tǒng)的浪費(fèi)情況之后，廠管理人員積極的采取了對浴室水循環(huán)系統(tǒng)的改造工程，在循環(huán)系統(tǒng)中，增加了回水管的設(shè)置，通過專門人員的分析和計(jì)算，平均每月可以取得減少水資源損失45m3的顯著成果。通過目前的考證可以得知，以支管、立管、干管循環(huán)的方式進(jìn)行熱水循環(huán)是最為節(jié)約的方式，可以卻會造成很大程度的成本增加，在實(shí)際的操作中，還沒有條件做到使全部的熱水供應(yīng)系統(tǒng)采用這種設(shè)計(jì)。但是對于多層建筑結(jié)構(gòu)定時熱水供應(yīng)來說，如果選擇立管、干管循環(huán)的方式，還是相對來說容易做到的，并且對水資源的節(jié)約也有很明顯的效果。所以，基于以上的考慮，應(yīng)該在進(jìn)行集中熱水循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工時，盡量優(yōu)先選擇立管、干管循環(huán)的方式，如有條件則更應(yīng)該選擇支管循環(huán)的方式。

2嚴(yán)格控制超壓出流

為了達(dá)到對隱形水資源損失的最大控制程度和有效利用不資源的目的，應(yīng)該嚴(yán)格控制超壓出流的現(xiàn)象，其中最為有效的方法應(yīng)該是對系統(tǒng)配水點(diǎn)的壓力進(jìn)行合理控制，具體來說可以從以下方面進(jìn)行考慮：

（1）科學(xué)分區(qū)。在國家的有關(guān)現(xiàn)行規(guī)范中有明確的規(guī)定，高層建筑供水系統(tǒng)的分區(qū)，要以材料性質(zhì)、設(shè)備性能、管理維護(hù)和建筑層數(shù)等條件與外部給水管網(wǎng)的壓力相結(jié)合進(jìn)行合理的確定，居民樓和賓館等設(shè)施在豎向分區(qū)的最低配水處的靜水壓力應(yīng)該保持在300--350kpa，而辦公樓應(yīng)該保持在350--450kpa。在實(shí)際的工程施工中，一定要依據(jù)建筑的層數(shù)和高度與設(shè)備性能及外部供水壓力等情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)來確定最優(yōu)的給水分區(qū)壓力值。

（2）以水箱供水做為主要供水方式。應(yīng)該考慮當(dāng)市政管網(wǎng)無法達(dá)到供水能力時，選擇以水箱的方式進(jìn)行供水，具體的措施為；水泵至水箱及水池水泵供水方式。此方式的主要優(yōu)勢為水壓平穩(wěn)并且供水相對可靠，能夠因各個配水位置的壓力變化不大而更加有利于水量的節(jié)約。

（3）增加減壓裝置。通常來說，浴盆的出水部件的標(biāo)準(zhǔn)為6—10M，而其它各位置部件的流出頭不能高于6M，所以當(dāng)入戶水壓達(dá)到10M而最小水壓處達(dá)到6M時就能夠達(dá)到居民的使用標(biāo)準(zhǔn)。如果大于以上標(biāo)準(zhǔn)，則造成超壓出流。針對這一情況，應(yīng)該考慮于入戶管位及水表之前進(jìn)行減壓裝置如節(jié)流塞等設(shè)備的安裝，而達(dá)到控制超壓出流的目的。

3合理設(shè)計(jì)水表設(shè)置及加強(qiáng)部件的質(zhì)量管理

（1）增加居民供水系統(tǒng)中的水表裝置。水表是進(jìn)行用水分析及水量平衡檢測的重要工具，所謂水量平衡檢測就是用水部門對本部門的供水系統(tǒng)進(jìn)行檢測，依據(jù)出、入水量的平衡關(guān)系來進(jìn)行計(jì)算和分析的過程。當(dāng)前，在有關(guān)的節(jié)水條例中，對用水分析和水量平衡檢測都有非常明確的規(guī)定。如果在居民生活小區(qū)中適當(dāng)增加入戶水表，并與水量平衡分析相結(jié)合，能夠非常明確的對系統(tǒng)中的漏水情況進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和排查。從而達(dá)到盡快發(fā)現(xiàn)問題，迅速采取措施，最大程度減少漏水現(xiàn)象的目的，相信會對節(jié)水工作起到積極的作用。

（2）嚴(yán)格控制供水部件的質(zhì)量。如果水表等計(jì)量設(shè)備的質(zhì)量低下，數(shù)值偏差過大就會對供水單位及用水戶的利益造成破壞，更為嚴(yán)重的是，還會對造成很多節(jié)水措施不能收集有效依據(jù)的后果，從而使水資源的使用情況和浪費(fèi)程度不能做到充分掌握，使節(jié)水措施的制定缺少了科學(xué)的數(shù)據(jù)參考。而通過對一些主要城市的調(diào)查資料的了解可以得知，居民生活小區(qū)中因閥門的質(zhì)量不能達(dá)標(biāo)或是長時間得不到更換和維修等原因，使閥門損壞而無法正常關(guān)閉的情況大約達(dá)到全部用戶的65%以上，隨著全社會對建筑節(jié)水工作的重視程度不斷提高，和用水價格的上浮使居民對準(zhǔn)確計(jì)量水量的要求提高等情況，就更加應(yīng)該重視對于建筑給排水系統(tǒng)施工的配件質(zhì)量的控制和管理，相信國家有關(guān)技術(shù)監(jiān)督部門一定會在最短的時間內(nèi)，作出有關(guān)的質(zhì)量管理規(guī)定和控制手段。作為建筑單位，應(yīng)該嚴(yán)格掌握采購?fù)緩剑x用正規(guī)廠家產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)供水配件不能達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)，要堅(jiān)決拒絕使用。同時政府部門也要積極進(jìn)行節(jié)水配件的推廣和群眾節(jié)水意識的培養(yǎng)。

三、建筑給排水系統(tǒng)的節(jié)能措施

節(jié)能是經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一個重要環(huán)節(jié)，在建筑給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工中，應(yīng)該隨時將節(jié)能理念貫徹其中?？傮w說來，建筑設(shè)施熱水供應(yīng)系統(tǒng)能夠利用的節(jié)能方法有以下幾種：

（1）控制使用溫度，由于熱水于供水管路和供水裝置中的熱量流失同配水點(diǎn)所要求的水溫為正比，如果適當(dāng)?shù)膶⑹褂脺囟冉档?，則可以起到良好的節(jié)能效果。

（2）減少熱水的損耗，應(yīng)該在保證正常使用的基礎(chǔ)上，控制熱水的流量，充分利用高效的保溫材料來使熱流失減少，使換熱器的導(dǎo)熱能力提升，善于進(jìn)行新型能源的開發(fā)和利用。

（3）太陽能的使用，應(yīng)該得到充分的重視，太陽能是一種安全無污染并且取之不盡的自然能源，應(yīng)該大量的使其作用于熱水供應(yīng)系統(tǒng)。其中最為常用的加熱方式有真空管式和熱管式兩種。在太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工中有以下一些注意事項(xiàng)，包括嚴(yán)寒地帶需要進(jìn)行安全可靠的防凍處理；集熱器的使用要依據(jù)建筑工程的實(shí)際情況綜合抗寒要求和抗熱沖擊性能要求及承壓能力要求等進(jìn)行選擇；集熱運(yùn)行要根據(jù)實(shí)際情況結(jié)合串、并聯(lián)的措施來達(dá)到使水流平衡的目的；在一些特殊情況下，可以選擇適當(dāng)?shù)妮o助加熱方法。進(jìn)行太陽能熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑設(shè)計(jì)同時運(yùn)行，使管路走向與管井的設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)充分溶合。設(shè)計(jì)施工時要事先進(jìn)行集熱器安裝與維護(hù)的通道和平臺的預(yù)留。正確評估其荷載和安全驗(yàn)算。向結(jié)構(gòu)建筑施工隊(duì)伍提供集熱器的準(zhǔn)確參數(shù)，使建筑結(jié)構(gòu)施工過程中，能夠合理的進(jìn)行預(yù)埋件及各種預(yù)留孔洞的設(shè)置。