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一、解答技巧
自然災害與防治部分的高考試題,一般會選擇具體的事件作為案例,以分析某一突發(fā)事件的成因設計問題,命題特色明顯。解題中考生首先要把握住考查的目標,是什么自然災害?然后回憶所學知識,分析其原因或危害,推測防御措施。突破方法在于對試題所給信息的準確分析,找出試題中災害的分布特征、推測其產生的自然與人為原因,說明其可能產生的危害與相應的治理措施。
遇到“自然災害與防治”類試題,要有正確的分析思路。要把具體的災害放到中國或世界自然地理背景之中分析,孤立地分析會導致答題不全面。如地面沉降的問題,需要與我國水資源的利用狀況相聯(lián)系;城市內澇問題,需要與我國目前的快速城市化導致的城市容量相對降低聯(lián)系;地面塌陷,需要與工程建設不當相聯(lián)系;煤礦坑道突水、突泥、突瓦斯既需要聯(lián)系自然特征,又需要聯(lián)系目前中國能源需求的增加。
二、分類解答
近幾年“自然災害與防治”類的高考地理題常見的設問主要有三種類型:成因(自然、人為)、影響(正面、負面)、措施(生物、工程、技術),其中關于自然災害成因的考查方式最多。自然災害就高頻考點而言,以下兩種題型和考法最多。
(一)主要地質災害的成因及防治
以某地的地質災害事件為切入點,考查“主要地質災害的成因及防治”,是高考的高頻考點。這類考題要從題目給出的材料中挖掘信息,結合具體地區(qū)的實際情況,由問題找對策,如采用工程措施或非工程措施。以下是地質災害問題的分析思路:
1.地震的成因及防御
(1)形成原因:位于板塊交界處,地殼活動劇烈。
(2)造成重大人員和財產損失的原因可能有:①震級大,破壞性大;②震中附近城市分布多,人口集中;③淺源地震;④地面建筑的抗震能力差;⑤發(fā)生的時間可能在夜間;⑥震區(qū)交通不便;⑦誘發(fā)其他災害等。
(3)減輕災害的措施:①積極開展防災、減災宣傳教育,提高公眾的防災減災意識;②建立災害監(jiān)測和預報體系;③建立健全減災工作的政策法規(guī)體系;④提高建筑物的抗震強度;⑤加強國際合作等。
2.造成滑坡的主要原因
(1)組成山體的巖石是一些古老的巖系,如千枚巖、片麻巖等,經過多次地質構造運動的作用,破碎嚴重,容易發(fā)生滑坡。
(2)巖層的傾斜方向和山坡方向一致,往往會造成順巖層滑坡的現(xiàn)象。
(3)地下水和地表水浸濕坡面物質,使其軟化,降低了黏聚力,所以在大雨后的地區(qū)和地下水豐富的地區(qū)容易發(fā)生滑坡。
此外,風化作用、人為因素和地震等也會促使滑坡發(fā)生。
3.形成泥石流的主要條件
(1)山坡上有松散的土層和風化物質覆蓋,為形成泥石流提供了豐富的固體物質。
(2)陡峻的地形,溝谷上游有一定的匯水面積,下游窄小,溝床縱剖面坡度較陡直。
(3)在中、上游地區(qū)有暴雨或冰雪大量消融及湖泊的潰決等形成補給水源。
此外,強烈的地震、植被的嚴重破壞等都可能引起泥石流的暴發(fā)。
例1(2014年高考全國新課標文綜卷Ⅰ)圖1所示區(qū)域地處青藏高原東部邊緣的斷裂帶。2013年4月20日,這里發(fā)生了7.0級強烈地震。2013年4月21日夜至24日,震區(qū)出現(xiàn)多次降雨。本次地震后,圖示區(qū)域發(fā)生了嚴重的次生地質災害。
說明本次地震后圖示區(qū)域次生地質災害嚴重的原因。
【參考答案】圖示區(qū)域(地處斷裂帶)巖石破碎,山高、坡陡、谷深,強烈地震造成震區(qū)巖體松動、破裂,形成崩塌、滑坡等次生地質災害;降雨致滑坡、崩塌加劇,引發(fā)泥石流
【解題思路】根據材料可知,圖示地區(qū)發(fā)生地震,導致巖層破碎,土層疏松;地震后出現(xiàn)了多次降雨,加上該地區(qū)地勢起伏大,為滑坡和泥石流次生災害的發(fā)生提供了條件。
(二)主要水文災害的成因及防治
我國危害最大的兩種水文災害有洪澇災害和風暴潮災害,其中洪澇災害是造成我國經濟損失最嚴重的災害。答題要牢牢把握洪澇災害的答題思路,即從“天、地、人”三個角度綜合分析:我國東部地區(qū)處在季風氣候區(qū),降水變率大,而西高東低的地形地勢特點又決定了我國河流自西向東流的水文特點,因此東部季風區(qū)降水多,且暴雨集中,加上地勢低平,河流排水不暢,洪澇災害嚴重,而東部地區(qū)是我國人口密集區(qū),亂砍濫伐,植被破壞,導致水土流失加劇,泥沙淤積,河床抬高,圍湖造田,使湖泊對干流的調蓄能力下降,洪澇災害越來越嚴重。我國東部海岸地帶同時還受臺風帶來的風暴潮的影響,這里人口密集、經濟繁榮,又加大了災情的嚴重性。以下是洪澇災害的成因與防御措施的分析思路:
1.河流洪澇災害發(fā)生原因的分析
(1)來水量大。影響因素:氣候――降水多,降水變率大,如季風氣候;水系――流域面積大,支流多,入??谏?;植被――植被覆蓋率低。
(2)排水不暢。影響因素:地形――地勢低洼,不易排出;河道彎曲,排水不暢;河道淤積;占用河道。
(3)調洪蓄洪能力差。影響因素:圍湖造田;泥沙淤積。
2.洪澇治理措施的分析
可從攔洪、蓄洪、行洪、分洪、泄洪等方面來思考,具體要求是:上游――修水庫蓄洪和植樹造林,保持水土;中游――利用低洼地建蓄洪、分洪工程;下游――整治河道,開挖新河、加固堤壩、疏通河道,加快分洪、泄洪。但對黃河的洪澇治理還要與黃土高原水土保持和防沙治沙相結合,對長江的洪澇治理還要與荊江河段的裁彎取直、中上游退耕還林、中下游退耕還湖結合起來。
例2(2012年高考山東文綜卷)圖2為我國某區(qū)域圖。讀圖回答問題。
(1)指出A地洪水災害多發(fā)的月份,并分析其氣候原因。
(2)指出A、B兩地預防洪澇災害應采取的不同措施。
【參考答案】(1)6月份。受夏季風影響,進入梅雨季節(jié),降水量大,多暴雨。
(2)A地:植樹造林;修建水庫。B地:退耕還湖,疏浚湖泊;修建排水、分洪、堤防等水利工程。
【解題思路】第(1)題,首先根據圖中經緯網判斷該地位于我國東部季風氣候區(qū),屬于長江流域,再結合我國雨帶移動規(guī)律判斷其氣候成因。第(2)題,結合A、B兩地的地形、地勢特征差異,以及人類活動對湖泊的影響等方面,從造成洪澇災害的原因差異方面進行分析,可總結得出措施。
三、能力測試
不同區(qū)域受自然災害的影響是不同的,同一種自然災害的危害程度也存在明顯的地域差異。據此完成1~2題。
1.導致自然災害危害程度地域差異的原因主要是()
①社會經濟發(fā)展水平不平衡②災害強度的差異③自然災害孕育在不同的地球表層環(huán)境中④個人對災害的應急反應不同
A.①③B.②④
C.③④D.①②
2.在災害強度相同的情況下,如果某一地區(qū)經濟發(fā)展水平高且防抗災能力強,關于其災害危害程度的描述,正確的是()
A.自然災害的危害程度高
B.自然災害的危害程度低
C.損失數量大,影響程度小
D.很難確定
讀“自然災害與中國奶牛業(yè)發(fā)展示意圖”(圖3)。據此回答3~4題。
3.關于草場自然災害的敘述,正確的是()
A.草原雪災、火災直接損毀草場資源,對奶牛業(yè)的發(fā)展沒有影響
B.草原雪災、旱災直接影響奶牛業(yè)的發(fā)展,對草場資源沒有影響
C.草原鼠害、蟲害通過破壞草場資源,間接影響奶牛業(yè)的發(fā)展
D.草原病害、酸雨對草場資源和奶牛業(yè)的發(fā)展沒有直接影響
4.關于我國奶牛業(yè)發(fā)展的敘述,正確的是()
①過度放牧,使奶牛數量增多,促進奶牛業(yè)的發(fā)展②亂采、亂挖,導致鼠害猖獗,制約奶牛業(yè)的發(fā)展③奶牛業(yè)的過度發(fā)展,會加劇草原人為災害的破壞④影響奶牛業(yè)發(fā)展的因素有草原災害、社會化程度、奶牛品質等
A.①②B.②③C.③④D.②④
讀長江流域水災造成的直接經濟損失年際變化圖(圖4)。據此回答5~6題。
5.從圖中看,長江流域1950-1990年間水災造成的直接經濟損失較嚴重的兩次是()
A.1954年、1990年B.1989年、1990年
C.1954年、1983年D.1967年、1971年
6.長江流域成為水文災害多發(fā)地區(qū)的人為原因是()
①濫伐森林②圍湖造田③位于我國經濟核心地帶④位于季風氣候區(qū)⑤東部臨海
A.①②③B.②③④
C.③④⑤D.①④⑤
GIS中,不同類型的地理空間信息儲存在不同的圖層上。疊加不同的圖層可以分析不同要素間的相互關系。據此回答7~8題。
7.洪水前的某湖泊圖層與洪災期的圖層相疊加,可以()
A.分析洪水災害的成因
B.預測洪災期結束時間
C.了解洪水淹沒范圍
D.計算洪災損失
8.在發(fā)生地震災害時,利用GIS可以進行()
A.預測地震災害發(fā)生的時間
B.了解災情狀況
C.分析地震危害
D.計算災害損失
9.圖5為中國部分區(qū)域水土流失狀況分布示意圖。讀圖完成下列問題。
(1)圖示區(qū)域中,水土流失地區(qū)的分布規(guī)律是什么?
(2)分別說明A、B兩地區(qū)地質災害類型及其成因;C地區(qū)為什么多洪澇災害?
10.圖6示意我國部分地區(qū)冷凍災害發(fā)生頻次分布,讀圖回答下列問題。
(1)指出冷凍災害對農業(yè)生產的影響,并分析圖中P區(qū)域冷凍災害高發(fā)的原因。
(2)簡述該區(qū)域農業(yè)生產預防冷凍災害可采取的主要措施。
【參考答案及解析】
1.D2.C
第1題,災情是由致災因子強度、受災體特性共同決定的。災害強度越高,導致的災情越大。第2題,在災害強度相同的情況下,地區(qū)經濟發(fā)展水平高,則損失絕對數大,對減災防災投入大則抗災能力強,從而大大降低災害影響程度。
3.C4.C
第3題,草場自然災害對草場資源和奶牛業(yè)的發(fā)展均有影響。第4題,過度放牧會損毀草場資源,從而影響奶牛業(yè)的發(fā)展;亂采亂挖破壞草場,制約奶牛業(yè)的發(fā)展。
5.C6.A
第5題,結合圖示可知直接經濟損失較嚴重的兩次是1954年、1983年。第6題,結合選項可知屬于長江流域水文災害多發(fā)的人為原因是①②③。
7.C8.B
第7題,洪災期湖泊面積大于洪水前湖泊面積,因此可了解洪水的淹沒范圍。第8題,GIS的主要功能是空間數據分析,分析地震危害、計算災害損失并非是GIS空間數據分析的范疇。
9.(1)多分布于第二級地形階梯上;大致呈東北―西南方向延伸;最嚴重的地區(qū)集中分布在黃土高原地區(qū)。
(2)A地區(qū)滑坡、崩塌和泥石流等;土質疏松,降水季節(jié)變化大。B地區(qū)地震、滑坡和泥石流等;地殼活動強烈,巖石破碎;暴雨集中。C地區(qū)因黃河從緯度較低處流向緯度較高處,在春初和初冬有凌汛;降水集中在夏季;地勢低平,河道淤積。
對災害研究中幾個問題的思考
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關鍵詞:水環(huán)境;洪澇災害;玉米
中圖分類號: S513 文獻標識碼: A DOI編號: 10.14025/ki.jlny.2017.02.003
水分是影響作物生長發(fā)育的重要環(huán)境因子,在農作物整個生育進程中,適宜的水分供應在一定意義上決定其產量及質量的提高[1]。玉米是我國重要的糧食作物之一,其生長受水環(huán)境的脅迫作用比較明顯,水環(huán)境已成為世界范圍內影響玉米發(fā)育、產量及品質的最主要因素。近幾十年來我國學者在水環(huán)境對玉米生長的影響這一研究方面取得了很大進展。于文穎等[2]對玉米進行水分脅迫及復水試驗,發(fā)現(xiàn)不同生育期水分脅迫及復水對玉米光合特性及水分利用效率的影響。張歲岐等[3]通過探討不同灌溉制度對玉米根系生長和水分利用效率的影響,得出合理灌溉可以優(yōu)化玉米根系分布特性以提高玉米吸水能力和水分利用效率的結論。蘇■等[4]利用盆栽法模擬多變低水環(huán)境下,作物產量及水分利用效率的變化。彭勃等[5]利用分子標記技術結合不同水分環(huán)境下產量構成因子和籽粒相關性狀的表型鑒定及逐步聯(lián)合的QTL定位方法,探討產量構成因子和籽粒相關性狀在不同水分環(huán)境下的遺傳基礎,為玉米分子育種與相關基礎研究提供參考。
本文作者通過長期實踐和科學試驗總結得出適宜作物生長水環(huán)境狀況,從降雨量與大氣中水分狀況、地表水與土壤中的水分狀況、地下水狀況三個方面給出不同狀況下的具體數值范圍,并分析災害水環(huán)境對玉米產量與品質的影響,為提高單畝產量提供依據參考。
1適宜玉米生長的水環(huán)境
影響作物生長的水分環(huán)境可分為:一是降雨量與大氣中水分狀況;二是地表水與土壤中的水分狀況;三是地下水狀況。不同作物對水分的需求不同,其最適合生長的水分環(huán)境也有差異,即作物具有自己特有的需水規(guī)律,通過長期實踐和科學試驗總結得出玉米的需水規(guī)律如下。
1.1降雨量與大氣中水分狀況
降雨量,玉米生育期內如遇連續(xù)日降雨大于50毫米,降雨強度大于田間排水能力,容易發(fā)生內澇。玉米最適宜的連續(xù)日降雨量為10~30毫米,此時玉米的根系層可完全吸納所降雨量,基本上不產生徑流,有利作物對水分的吸收,利于玉米的生長。
玉米生長需要適宜的空氣濕度。大氣中含水氣多少,可用相對濕度表示,玉米生長期最適宜的空氣相對濕度50%~70%,當空氣相對濕度小于30%時,花粉粒因失水而失去活力,花柱易枯萎,難于授粉、受精,不利玉米生長;相對濕度大于80%時,空氣處于潮濕狀態(tài),玉米生長減弱,并容易發(fā)生病蟲害。
降雨量和大庵興分狀況皆是不受人們控制的,其造成的不利影響無法抗拒,但可通過人為活動去進行改變,保證玉米穩(wěn)產增產。發(fā)生洪澇災害時可采取工程措施排除農田多余的水分;大氣相對濕度過低時,可適時對作物進行灌溉降溫,增加土壤含水量,滿足作物蒸騰加速需要的水分;適當調節(jié)播期,保證授粉、受精、籽粒的形成。
1.2地表水與土壤中的水分狀況
暴雨會產生地表積水,如排放不及時則會產生內澇。地表積水不超過3厘米時,土壤可在24小時內全部吸收;積水深度超過3厘米就會形成內澇,內澇的破壞程度受內澇積水歷時長短、玉米生育階段的影響。
土壤中的水分狀況。土壤水分含量對玉米發(fā)育有著直接的影響,其影響程度大于空氣相對濕度。因為除陽光(很少變化)之外,作物生長所需的養(yǎng)分和水分供給都在土壤中由水輸送,且土壤水分變化是影響土壤中水、汽、溫、熱、微生物變化的主要因素,適宜的土壤濕度才能滿足玉米生長發(fā)育的需要。
作物生長過程是作物通過光合作用積累碳水化合物的過程。當土壤水分不足時,作物得不到最佳的光合作用,積累物質減少,影響了作物根、莖、葉的生長,直接影響作物產量。當土壤水分過多時,土壤中的孔隙被水分填充,土壤中的空氣被擠出,好氣類微生物死亡,導致土壤中養(yǎng)分不能分解。土壤中缺乏空氣,根系不能呼吸,作物無法生長。最終輕則葉片枯黃無法進行光合作用,嚴重葉片、根系、植株凋萎而逐漸死亡。
根據灌溉試驗得出:土壤相對濕度小于60%,不利玉米出苗,而大于100%則延緩玉米生長;玉米最優(yōu)的土壤適宜濕度在60%~90%間,如果高于或低于最佳值,玉米生長將受到影響,如表1所示。
表1 玉米生長期適宜土壤濕度(占田間持水量百分比%)
1.3地下水狀況
地下埋深是地下水環(huán)境重要環(huán)節(jié)指標。地下水埋深超過4米時,玉米根系無法吸收土壤中的水分,在無雨的情況下玉米處于干旱狀態(tài)。地下水埋深小于0.5米時,地下水長期補給土壤,會造成地表蒸發(fā)加劇,導致土壤鹽堿化。由此,地下水埋深為1~3米最有利玉米根系對水分的吸收。
2災害水環(huán)境對玉米生長的危害
當區(qū)域遭遇持續(xù)性暴雨、特大暴雨或灌溉過度等情況時,可能發(fā)生地面水、地下水位補給過度、異地地面水侵入等現(xiàn)象,致使土壤水分過多,玉米長期處于不適宜的水環(huán)境中,影響作物的生長。
2.1危害機理
土壤水分過多對玉米危害主要表現(xiàn):一是土壤水長期處于飽和狀態(tài),影響土壤中的氣、熱因子,導致土壤理化性質發(fā)生改變,不利于根系的生長發(fā)育;二是根系層的土壤水分過多、空氣含量下降,根系長期處在缺氧環(huán)境進行無氧呼吸,不僅不能進行正常的養(yǎng)分、水分吸收等生理活動,還因乙醇等還原物質積累而中毒,致使呼吸作用逐漸下降,導至最后停止生長而死亡;三是地表淹水或耕層滯水水分過多,土壤微生物中好氣菌類減少,土壤中有機質分化停止,土壤肥力降低,從而使得土壤的有效養(yǎng)分釋放緩慢,造成植物養(yǎng)分貧乏,有害的還原性物質卻會逐漸積累起來;四是農田積水會影響土壤的機械物理性質,水分過多會造成土壤耕性不良,地面支持能力降低,農事活動不能正常進行,更影響機械化作業(yè);五是在地下水上升狀態(tài)下,蒸發(fā)強烈,地下水中所存鹽分往往隨土壤水分上升運移至地表,鹽分會在地表和近地表的土層內積累,從而導致土壤鹽堿化;六是玉米長期處于過濕狀態(tài),玉米葉片生物膜會受到破壞,細胞內電解質外滲,植株葉片中的保護酶 (SOD、POD、CAT)活性迅速下降,膜脂過氧化作用加強,丙二醛(MDA)含量增加,葉綠素被降解植株失綠,葉片變黃衰老加快,從而導致不可逆的傷害。
2.2危害程度與抵御能力
2.2.1 土壤過濕狀態(tài)對玉米不同生育期生理生化過程的影響也不相同 作物在營養(yǎng)生長階段如果遇到災害性天氣或不利天氣條件的影響,當后期條件轉好后,作物有恢復或彌補這些影響的特性,對最終產量的影響較小。在作物生殖生長階段,特別是在生殖生長初期,如果遇到災害性或不利天氣條件的影響,即使后期條件轉好,作物長勢也很難得以恢復或彌補,最終會對產量造成較大的影響,甚至絕收[6]。對不同發(fā)育階段的玉米進行漬水試驗,觀察玉米葉片中丙二醛(MDA)的含量,MDA是一種能強烈地與細胞內各種成分發(fā)生反應,導致膜結構及生理完整性破壞的物質。試驗表明:玉米葉片中MDA含量的增加是一個逐漸積累并增加的過程,玉米植株吐絲期前受水淹脅迫的危害較吐絲期后更嚴重。
2.2.2 玉米對災害水環(huán)境的抵御能力與界限 當玉米生長期遭遇災害水環(huán)境時,作物發(fā)育期不同,其抵御危害的能力也有較大差異。根據多年研究,在農田排水工程技術規(guī)范中給出了玉米耐淹水深和耐淹歷時,見表2。
表2玉米耐淹水深和耐淹歷時
3災害水環(huán)境對玉米產量與品質的影響
3.1洪澇災害是影響玉米產量的重要因素
我國建國以來進行了大量的農田基本設施建設,修建了田間排水工程,但洪澇災害損失占國民經濟的2.2%,遠高于發(fā)達國家。一旦遇到大雨或多雨年份,易澇區(qū)玉米產量會明顯下降,在東北澇區(qū),遼寧省、黑龍江省表現(xiàn)尤其明顯,如2013年遼寧省降雨較多的中東部玉米單產降低,西北部干旱半干旱地區(qū)玉米單產增加(見圖1)。黑龍江省也有同樣,伊春市、鶴崗市雨量較多單產低,哈爾濱市、綏化市、雙鴨山市雨量較小玉米產量較高。表明玉米對旱澇抵御能力低,糧食產量隨氣候降雨因素波動較大,且1980年~2013年全國多年玉米單產都處于波動狀態(tài),其中洪澇災害是重要原因之一。因此,就如何加穩(wěn)定單產,是玉米持續(xù)發(fā)展保證我國糧食供給的重要建設項目。
圖1 2013年遼寧省降雨對玉米產量的影響
3.2 洪澇災害對玉米品質的影響
洪澇災害不僅影響玉米產量同時也影響玉米品質,當洪澇災害發(fā)生在玉米生長發(fā)育花期時,由于降水集中、強度大,空氣潮濕田間雜草叢生,易造成病蟲害滋生,不但導致減產也會造成子粒有蟲口。如果遇高溫、熱害導致玉米生長發(fā)育異常影響玉米的抽雄散粉,由于花粉量過少、花粉活力低或雌穗吐絲延遲會造成花期不遇而結實不良,玉米籽粒突尖、瞎穗,千粒重下降,進而影響玉米出粉率、出油率。
4 結語
玉米作為重要的糧食作物,在國民經濟中占有重要地位,加強穩(wěn)定單產,是玉米持續(xù)發(fā)展保證我國糧食供給的重要建設項目。災害水環(huán)境對玉米產量及品質的影響不可忽略,必須在玉米不同的生長時期為其提供適宜生長的水分環(huán)境。為提高單畝產量,應建立完善的洪澇災害管理體系;在糧食產區(qū)建立完善的降雨、溫度信息預報體系;提高預見期,科學調整播種時間;設立國家級災害統(tǒng)籌管理機構,統(tǒng)一分析相關行業(yè)信息,統(tǒng)一調度,提前做好防災防害措施;提高內澇排水設計標準,采用工程手段增加農田對內澇的排水能力。
參考文獻
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一、全面整合教材,把握課標要求
在復習這部分內容時,要打破課本的章節(jié)順序,重點以我國區(qū)域為背景,講解主要的氣象災害:臺風、寒潮、干旱、洪澇、沙塵暴。提煉出四點課標內容:①運用地圖說明我國主要的氣象災害分布;②結合我國自然災害多發(fā)區(qū)的環(huán)境特點分析臺風、寒潮、干旱、洪澇等氣象災害的形成原因;③結合地理環(huán)境特點分析同一災害對不同地區(qū)造成危害程度的地域差異。④針對重要的氣象災害提出具體可行的應對方法及防災減災措施。在復習的過程中一定要把握課標的要求,針對課標的要求選取典型的配套習題訓練。
二、重點分析災害的成因,把握本質
氣象災害的復習和自然地理聯(lián)系比較緊密,在分析講解時,成因是重點。下面以臺風和寒潮為例舉例分析。在講解臺風時,可從臺風是發(fā)展強烈的熱帶氣旋入手,分析氣旋的氣流運動狀況,從而分析出臺風的三個結構及臺風形成的三個條件,這樣,學生在掌握臺風形成的三個條件基礎上很容易分析出形成臺風的地區(qū)在哪里,非常簡單地理解了臺風的形成和分布,而不用去死記硬背臺風的知識點。
三、危害和措施體現(xiàn)差異性、區(qū)域性
自然災害的減災措施雖有共性,但在具體實施時,應根據不同的自然災害強調其減災重點。①時間跨度大、影響范圍廣的自然災害,如干旱、洪澇等,其減災措施除了平時的防御措施及預警外,應強調遭災時的抗災。②時間跨度小、影響范圍廣的自然災害,如地震、海嘯等,其減災措施除平時的防御措施及預警外,應強調災后的救援。③時間跨度小、影響范圍小的自然災害,如泥石流、滑坡等,其減災措施重點是工程、生物措施的實施。④同一災害的不同地區(qū)措施要有差異,如洪澇災害不同的河段措施不同:
上游治理原則是調洪,做法是修水庫、植樹造林、退耕還林還草,保持水土,減少水土流失;中游治理原則是分洪、蓄洪,做法是修水庫,修建分洪、蓄洪工程;下游治理原則是泄洪、束水,做法是加固大堤,清淤疏浚河道,開挖河道。
四、辯證地看待自然災害
自然災害在帶來災害的同時也會帶來一些好處。
(1)臺風:①攜帶大量淡水資源,緩解旱情;②在一定程度上降溫,緩解酷暑;③維持著地球的熱量平衡;④增加捕魚產量(使江河湖海底部營養(yǎng)物質上泛,魚餌增多,吸引魚群聚集)。
(2)沙塵暴:①加大對太陽輻射的削弱作用,延緩全球變暖趨勢;②中和酸性氣體,降低北方酸雨發(fā)生概率;③形成黃土高原;④給海洋生物提供營養(yǎng)物質。
關鍵詞 淮河之源;暴雨;形成機制;洪澇特征;防洪對策
中圖分類號 TV87 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)03-0065-02
淮河是中國第三大河流,是淮域兒女的母親河,古稱“四瀆”之一?;春影l(fā)源于桐柏山主峰太白頂,由58條溪流匯聚而成。桐柏縣境內淮河干流全長83 km,流域面積1 320 km2,流域內水域土灘占10%,小平原占20%,山區(qū)、丘陵占70%以上,流域多年平均降雨量為1 168 mm,降雨年際變化大,時空分布不均。本文結合桐柏縣的地形地勢、暴雨天氣特征、水文氣象、植被狀況、土壤地質等因素以及水利工程現(xiàn)狀及對策等方面進行分析概述[1-2],以期達到防洪減災、人水和諧共處、合理利用水資源的目的。
1 暴雨形成機制
桐柏縣位于南陽市東南部,海拔為80~1 000 m,自南陽市的鄧州往東,地勢逐漸增高。由于地面的抬升作用,在偏南或西南氣流影響下,降水增大。桐柏縣西部是向西擴開的喇叭口,由于狹管效應,此處降水加強,是桐柏縣的一個暴雨中心,位于縣境南部的月河,南鄰1 000 m以上的山脈,由于山脈的抬升作用迎風坡降水量加大,該處暴雨、特大暴雨次數和雨量,均為全縣之冠。
1.1 地形影響
1.1.1 地勢對暴雨的影響。對1971―2000年30年唐河、鄧州、桐柏、新野4站≥50 mm的暴雨過程進行統(tǒng)計,結果表明,同一日的降水量基本呈自西向東增加的趨勢。6月共有43次暴雨過程,其中有34次降雨量是呈自西向東逐漸增加的趨勢,占暴雨總次數的79%;7月暴雨自西向東增大的次數為32次,占總次數的78%;8月為35次,占總次數的85%,6月、7月、8月的平均概率為81%。南陽自西向東海拔逐漸增加,西來降雨系統(tǒng)自西向東移動的過程中經歷了一個爬坡過程,受地形抬升作用的影響,系統(tǒng)在東移過程中降水逐漸增強。
1.1.2 喇叭口狀地形對暴雨的影響。桐柏縣地勢特征是:東西低,南北高,中部山地、丘陵、平原交錯,西部為向南陽盆地逐漸擴開的喇叭口。縣境內山脈自二郎山、新集、程灣分2支延伸,一條位于在縣境以北的二郎山、黃崗、朱莊到回龍一線,和駐馬店地區(qū)的泌陽、確山交界;另一條在豫鄂交界的桐柏縣城到月河鎮(zhèn)一線。暴雨的多發(fā)地帶之一是桐柏縣西部喇叭口區(qū),對1990―2005年降水資料中≥50 mm的降水過程進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),暴雨多發(fā)帶共有3處,縣境西部喇叭口處的平氏、安棚出現(xiàn)48次,縣境北部的朱莊、大河等鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)51次,縣境東南部的桐柏站出現(xiàn)63次??h境淮源鎮(zhèn)以西的降雨都流入漢水,淮源鎮(zhèn)以東的降水都流入淮水,淮源鎮(zhèn)是漢水和淮水的分界線,也是分水嶺。受狹管效應的影響,降水系統(tǒng)經過喇叭口地形時,不但低層風速加大,而且上升運動加強,致使降水增強,因此成為該縣暴雨多發(fā)帶之一。
1.1.3 北部和東南部多暴雨的原因??h境北部是山脈,在偏西氣流影響下,由于山脈的摩擦作用,靠近山脈的偏西風減小,在水平方向上產生風速切變,并形成低壓環(huán)流,加速了縣境北部的上升運動,受西來系統(tǒng)影響時,縣境北部的大河、朱莊和縣境西部的喇叭口處易出現(xiàn)暴雨;系統(tǒng)翻越桐柏山時,位于縣境東南部的本站易出現(xiàn)暴雨??h境南部也為山脈,在偏北氣流影響下,氣流被迫沿山坡上升,降水量隨海拔高度增高而增大。
1.2 形成暴雨的天氣氣候特征
地面形勢在8:00、14:00地面圖上,桐柏站處于西南暖倒槽,或入海高壓后部,預計將有冷空氣影響。在8:00的850 hPa圖上,桐柏站處于西南倒槽氣旋性彎曲最大處,江淮地區(qū)(東經105°~115°,北緯30°~33°),有東西向切變線存在,并且在桂林、貴陽、芷江、長沙、宜昌、漢口、南昌、南京、阜陽等站有≥12 m/s偏南急流區(qū)相配合。在8:00的700 hPa圖上,東經105°~113°,北緯30°~34°區(qū)域有東西向切變線存在(或西南渦),并且在桂林、貴陽、芷江、長沙、宜昌、漢口、南昌、南京、阜陽等站有12 m/s急流區(qū)存在。在8:00的500 hPa圖上,在東經100°~110°,北緯27°~40°區(qū)域內有西風槽或南支波動東移影響。
暴雨是桐柏縣的主要災害性天氣之一,據30年氣象資料統(tǒng)計共發(fā)生暴雨125次,平均每年4.2次,其中暴雨占總數的77.8%,大暴雨占15.7%,特大暴雨占6.5%,主要集中在6―8月。該縣暴雨移動方向有3個,從西北移向東南,從西南移向東北,從東北移向西南,特大暴雨在桐柏有10年一遷的規(guī)律,全縣在1955年、1966年、1975年、1986年、1989年、2006年都發(fā)生了特大暴雨。
暴雨多發(fā)生在6―8月,洪水也多發(fā)生在6―8月。致洪暴雨與西太平洋副高密切相關,副高的脊線、位置、形狀、穩(wěn)定時間不同,形成的致洪暴雨也不同,持續(xù)陰雨相伴的致洪暴雨天氣一般與江淮梅雨期多雨的天氣形勢相一致。此時500 hPa為穩(wěn)定的緯向環(huán)流,西太平洋副熱帶高壓強盛的年份,雨帶快速北移,而副高偏南偏弱的年份,與北方帶來干冷氣流的蒙古高壓交鋒頻繁,暴雨頻繁,有時強臺風登陸,也會造成較大的洪澇,同時造成山體滑坡,泥石流等次生自然災害。
2 桐柏縣洪澇特征及整治措施
淮河上游的防汛抗洪工作必須常抓不懈,水利工程的配套建設需進一步加強,汛期的洪水調度必須集中統(tǒng)一。洪澇災害頻繁發(fā)生是淮河之源的主要災害性天氣之一,春澇(一般發(fā)生在4月中下旬)和初夏澇(6月下旬)不太突出,主要是夏季暴雨引起的山洪澇災(一般發(fā)生在7月上中旬,如1975年、1986年、1998年、2002年)和秋季(一般發(fā)生在9月,如1974年、1983年、1997年、2003年)連陰雨引起的澇災。桐柏山洪災害由于受地形影響,具有巨大的沖擊力,山洪暴發(fā)時,破壞壩庫、河堤、交通線和其他建筑物;攜帶大量物質在溝口和開闊地段堆積,致使河床抬高,形成“地上河”、沙壓田,山洪一瀉而空,也同時增加干旱威脅。
2.1 洪澇災害成因
洪澇災害是淮河流域的地形地勢、水文氣象、土壤地質等自然因素和森林狀況、水土狀況等人為因素以及水利工程現(xiàn)狀等綜合作用的結果。
2.1.1 汛期歷史短,強度大,暴雨所產生的地面徑流是形成山洪的主要因素,暴雨范圍小,成因快,突發(fā)性強,破壞性大,山洪災害成為桐柏防汛工作的重點和難點。
2.1.2 地形地貌是形成山洪的主要條件。由于山體的植被稀少,坡度大,坡面截流能力差,暴雨發(fā)生后,降雨強度遠遠大于土壤入滲速度,雨水來不及入滲,迅速形成大量徑流;加之河道源短溝陡,匯水區(qū)域大,調蓄能力小,匯流很快成為山洪,峰高量大,陡漲陡落,歷時短暫,但是破壞性較大?;春訉偕絽^(qū)河流,上下游比降過渡突然,河道彎曲,水流湍急,河勢不穩(wěn)定,兩岸沖刷嚴重,塌岸頻繁,也導致河道洪水泛濫的程度和概率很高。
2.1.3 水保措施差。人為破壞山體天然覆蓋植被也是形成山洪的主要因素之一,一些單位和個人對水土流失危害性認識不足,在開發(fā)建設過程中任意破壞地貌植被,使得巖石,植被減少,造成嚴重的人為水土流失,特別是近年來的鐵礦、金礦等礦產資源大規(guī)模的露天開采及違法建房過程中的破壞現(xiàn)象更為嚴重。同時,河道設障、圍壩建房、縮窄河床,降低行洪能力,洪水不能宣泄也是形成山洪的一個成因。
2.2 防洪對策
2.2.1 河道整治工程。依據天然河道演變規(guī)律及防洪供水等方面的要求,統(tǒng)一河道整治工程[3],對于凹岸沖刷嚴重、部分河道彎曲、塌岸淤積現(xiàn)象時常發(fā)生的淮河、龍?zhí)逗蛹拔餍『拥膮R水渠采取截彎取直、淤積疏浚等措施,以達到增大水面比降、穩(wěn)定河勢、護灘保堤、提高河道泄洪能力的目的。
2.2.2 水庫工程。水庫可起到調蓄洪水、削減洪峰和減輕水庫下游地區(qū)的防洪壓力等作用,因此應修建水庫,以有效控制洪水。桐柏縣共修建3座水庫:一是水簾水庫,位于流經城區(qū)的西小河上,總庫容160萬m3;二是龍?zhí)逗铀畮欤挥邶執(zhí)逗由希値烊? 453萬m3;三是在西小河、龍?zhí)逗优c淮河交叉口下游200 m處先后興建了5座橡膠壩。目前,桐柏縣正在興建通信預警系統(tǒng),已初步建立了一套基本適應防汛需要的水情信息系統(tǒng),同時加強防洪治澇預案(包括暴雨防御對策和措施,撤退、轉移、安置方案,救災、搶險組織,不同量級洪水、防汛治澇)的建設。
2.2.3 堤防工程。在無無堤防的河道上新修堤防或修復不完整的堤防護堤,加高培厚,采用拋石護腳[4]、樁柱護腳等措施除險加固護岸基礎已被掏空破壞的河道。
3 桐柏縣防洪建議
淮源兒女繼承和弘揚了治淮、愛淮、護淮的優(yōu)良傳統(tǒng),著力實施保護母親河行動,淮河源頭生態(tài)保護和綜合治理工作取得了顯著成績。治理“四荒”面積達3.33萬hm2,治理水土流失面積387 km2,年減少水土流失160萬t,保水能力增加2 200萬m3。目前,全縣森林覆蓋率達到51.3%,取得了可喜的成績。為了進一步提高淮河之源整體防洪能力和防洪管理水平,提出以下建議。
3.1 完善防洪工程措施
作為防洪減災的主要調控手段,工程體系的完善仍然是重中之重。統(tǒng)籌規(guī)劃、蓄泄兼顧。采取修堤和河道整治、興建水庫等措施,并輔以分(蓄)洪措施,合理安排洪水出路,擴大河槽的行洪能力。合理開發(fā)水資源,杜絕水資源浪費現(xiàn)象,實行保護性和持續(xù)性的開源節(jié)流措施。采用新型的、現(xiàn)代的生態(tài)護坡、護堤措施,改善水環(huán)境,加強生態(tài)環(huán)境的建設。做好水土保持和小流域治理工作,采取工程、生物等一系列的水土保持措施,采取修建谷坊、河壩、分水渠、恢復植被、退耕還林還草等措施,有效地減少坡面坡度,分散坡面徑流,減緩徑流流速,增大入滲率,延長匯流時間,攔蓄泥沙,從而達到削減山洪的目的。對易發(fā)生險情地段,采取山前分洪措施,分散水勢,減輕下游洪水壓力,同時化害為利,因洪淤地。
3.2 樹立新的防洪觀念
盡快扭轉治水思路,轉變觀念,將洪水變成財富和資源優(yōu)勢,在考慮防洪減災的同時,也應充分利用雨洪資源,結合防洪排澇,增加蓄水工程。形成可持續(xù)發(fā)展水利的思路,重視生態(tài)建設,保證大自然的生態(tài)平衡。在加強各項防洪工程措施建設的同時,必須同步建設和完善以通信設施、洪水預報與調度、洪水預警設施氣象測報設施和水雨情測報設施為主體的防洪決策支持[5-6]。氣象部門應進一步提高暴雨短期預報的準確性,充分利用鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動雨量站為防汛部門提供水情、雨情信息,加強對雨情的關注,提高預測預警的時效和精度,扎實有效解決氣象信息傳播“最后一公里”的問題,氣象部門的工作任重而道遠。
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