【地理探究】从地理角度分析城市内涝的原因，附水循环主干知识和城市雨水综合利用专题设计

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城市内涝

城市内涝是指由于强降水或连续性降水超过城市排水能力致使城市内产生积水灾害的现象。造成内涝的客观原因是降雨强度大，范围集中。降雨特别急的地方可能形成积水，降雨强度比较大、时间比较长也有可能形成积水。

城市内涝的成因分析

城市地理位置因素;

城市水文条件被破坏;

城市地表下渗能力低;

城市下水道不足;

城市的雨岛效应;

低洼地或是滞洪区（易发生地点）；

排水系统建设滞后；

城市大量的地面硬化，如柏油路、水泥路面，降雨时水渗透性不好，不容易下渗；

植被稀疏，水塘较少，涵养水源能力小，无法贮存雨水；

热岛效应的出现，导致暴雨出现的几率增加，降水集中；

由于尾气排放过多，导致空气中粉尘，颗粒物较多，容易产生凝结核，产生降水。

涝灾(内涝)的防治

灾害的防治可以分为两个方面考虑，一个是“防”，另一个是“治”。

防就是在灾害发生前做好准备，一方面如果能让灾害不发生更好，另一方面就是即使灾害发生后能不能使损失降到最低程度。所以对于城市内涝而言，防的方面我们可以做到以下几点。

第一，关注天气预报，气象部门也要提前发布灾害的预报，并通过各种渠道让人们了解并提前做好准备。

第二、提前对排水设施进行修整，尽最大可能的提高排水效率。

第三、对人员和财产进行转移，尤其那些地势低洼发生内涝概率较大的地区。对于那些容易受到内涝影响的资产或者人员要更加需要转移，比如老人和孩子。

第四、通过购买防洪保险、建立防灾基金等手段，集全社会的力量去减少灾害的损失。

治就是通过一些工程或非工程措施，尽量减少灾害发生的概率。对于城市内涝而言我们可以做到以下几点。

第一、提高植被的覆盖率，在城市道路建设的时候尽量多使用透水砖等材料，增大地表水的下渗量。

第二、合理规划排水设施。在设计之初就应该考虑到内涝发生的概率。

第三、修建防水堤坝等措施对流水进行拦截。

第四、建设雨水收集系统，这样既可以提高水资源的利用效率也可以减轻内涝的威胁。

城市内涝产生的防御措施

1.整治河道：采取挖、扩、分等综合措施整治河道；

2.改造地下管网：如适当扩大管径，解决雨、污分流问题；

3.增加调蓄能力：如建“海绵城市”、修建蓄水池、调蓄湖等；

4.增加排涝设施：如建排涝挡潮闸、排涝泵站；

5.增加渗透能力：如铺设透水路面，下凹式绿地等；

6.加强监测和预报。

城市内涝需要注意什么

1.行走时要尽量避开灯杆、电线杆、变压器、电力线、铁栏杆及附近的树木等有可能连电的物体，以防因为暴雨导致漏电之后触电；发现有电线落入水中，必须绕行并及时报告相矣部门。但水体电场是一个外向衰减的电场，越远离危险越小。如脚下感到发麻，应立刻止步退后。若看到有人触电倒入水中，不要无绝缘防护就进入水中救人，可以找带钩的长杆将人拉出带电区域。

2.遇到大暴雨时，最好找遮蔽处避雨，在城市高楼房内最安全，应及时撤离到楼内，且尽量往高楼层上避险。如附近无高楼，不要在涵洞、立交桥低洼区、地下通道等地势较低的地方。

3.在室外，不要在大树底下避雨，不要拿着金属物品及接打手机，以防雷击。

4.如果不慎落水，不要惊慌，一定要沉着冷静，一定不要举手和乱挣扎，要屏住呼吸，放松肢体，人体在水中就不会失去平衡，尽量保持向上仰卧的姿势，这样口和鼻可浮出水面进行呼吸。

近几年，中国不少城市出现了大雨即涝的问题。一些网友认为，中国应建设大型地下管网，以便让降雨时产生的城市积水快速排入河流之中。其实，由于现代城市中地面污染物积累严重，降雨时，城市地表产生的径流所含污染物浓度很高，将这些雨水直排入河极易引发水污染，所以，发达国家已开始改变了做法。美国解决雨水排放问题使用的减涝方法简单、省钱、有利于保护环境和利用雨水资源，其做法可归纳为以下几个方面：

1、打通硬化道路、停车地面与绿地之间的通道，大雨时，地表径流能顺利进入绿地，被土壤吸收，因而不会形成地面积水。

在道路和绿地之间有水通道，下雨时，道路不会形成积水。谭老师地理工作室综合整理

2、在城市的低地势区，大面积保留天然植被地带。大雨时，天然植被能大量吸收降雨。这有利减少内涝，使雨水能通过植被的根系进入地下，补充地下水。

把停车场、建筑边上的绿地建成有利排水的低地实例

3、在道路旁、停车场边、楼房的近处，设计露天低地或排洪沟，以利迅速排水。雨水可汇集形成景观湖水，也可通过渗透，进入地下水层。

此雨水口下的管道极短，用于将雨水直接排入天然植被区中

4、在立交桥的挡板上多开直排雨水孔，这能减少立交桥面积水，也能避免桥面积水汇集到下桥处的低地，形成积水，阻碍交通。此外，在地面上设置的大型雨水排放井口应尽量保持开放状况(但需设格栅以防行人落入等问题)，以随时排出暴雨积水。

在立交桥上开排水口实例，这能减免桥面或下桥段的积水

5、尽量使用透水砖、石子、网格等有利雨水直接入地的材料来给室外环境铺地。给树坑覆盖木屑类有机质以增加树坑对雨水的吸收能力。

以上种种简单、有效的就地排雨方法，在中国的古建筑和园林中都能找到思路极为相似的实例。说不定，美国的这些排涝设计正是从东方的古建筑中汲取了智慧。所以，面对当今中国城市出现的雨后内涝问题，我们最好冷静下来，找到致涝的原因，设法使用最节省和环保的方式，把雨灾转变成城市需要留住的水资源。

水循环与人类的生产、生活息息相关。缺水将发生旱灾或是水荒；水多则可能引起洪涝和水灾，水被污染则会导致环境变坏。更多地了解一些与水循环相关的科学知识，对防灾避险、保护环境以及合理利用水资源等都具有重要意义。

气候系统可以被描述成一个由大气圈、水圈、生物圈、冰雪圈和岩石圈组成的巨大系统。由于水有一种特殊的本领—在通常环境下可以实现液态、气态和固态之间的转化，而且这种变化仅仅是物理变化而不发生化学变化。这项技能让它成了全球气候系统中的“活跃分子”，大量的水分在这个系统中持续不断地运动着，这就是地球上水循环发生的内在原因；而造成地球上水循环能够发生的外在原因则是太阳辐射和地球引力为水循环提供的上升和下降的动力。内因和外因共同作用形成了我们地球上生生不息的水循环。

水循环可以分为哪些类型

水循环依据空间尺度的大小可以分为最大尺度的全球水循环、中等尺度的流域或区域水循环以及更小尺度的水-土壤-植被系统水循环。全球水循环是指自然界的水在太阳能和大气运动的共同驱动下，不断从江河湖海等水面、土壤、岩石等陆面和植物的茎、叶面等，通过蒸发或散发，以水汽的形式进入大气圈，当大气圈中的水汽凝结的水滴大到重力大于空气的浮力时，就在地球引力的作用下，以降水的形式降落到地球表面。到达地球表面的降水，一部分在分子力（又称分子间作用力，是指分子间的相互作用。当两分子相距较远时，主要表现为吸引力；当两分子非常接近时，则以排斥力为主）、毛管力（毛细管中产生的液面上升或下降的附加曲面效应）和重力的作用下，渗入地下，一部分则形成地面径流流入江河湖泊，再汇入海洋；还有一部分通过蒸发或是散发到大气圈，或者以地下水形式流入江河湖泊，再汇入海洋。这种始于水终于水，并且永无休止覆盖整个地球的循环运动过程称为全球水循环。全球水循环是个闭合系统。

流域或区域水循环实际上就是流域降水径流形成过程。降落到流域上的雨水，首先满足截留、填洼和下渗要求，剩余部分称为地面径流，汇入河网，在流至流域出口断面（对某一流域而言，地表径流和地下径流流出流域边界的断面，包括地面和地下出口断面）截留的水分最终还是会蒸发和散发，或填洼下渗。下渗到土壤中的水分，在满足了土壤持水量（土壤所能稳定保持的最高土壤含水量）需要后将形成壤中水径流（在土壤表层或分层土层内的界面上形成侧向流动的水流）或地下水径流，从地面以下汇集到流域出口断面。被土壤保持的那部分水分最终也会被蒸发和散发掉。流域或区域水循环的空间尺度一般在1～10000平方千米，它是一个开放的循环系统。谭老师地理工作室综合整理

水-土壤-植被系统是一个由土壤、植被和水分构成的相互作用的体系，降水在进入到这个系统后将在太阳能、地球引力和土壤、植被根系产生的力场作用下发生截留、填洼、下渗、蒸发、散发与径流等现象，并且维持植被生命过程。它既是一个开放的循环系统，又是自然界空间尺度最小的水循环系统。谭老师地理工作室综合整理

无论是全球水循环，流域或区域水循环还是水-土-植水循环，它们最重要的分量都是降水、蒸散、径流量。比如对于全球来说，多年平均降水量与多年平均蒸散量相等；对于开放的流域来说，流域多年平均降水量与其多年平均径流量和蒸散量之和基本相当。

地球上的水到底有多少

要想知道地球上的水到底有多少，首先要了解地球上的水到底都存储在哪里。按照水存储的圈层不同，水可分为地面水、地下水、大气水和生物水等四个部分。地面水主要指存储于海洋、湖泊、河流、冰川、湿地等水体中的水；地下水是指土壤、岩石孔隙、洞穴、溶洞中的水；大气水主要是指悬浮于大气中的水汽，也包括液态和固态形式悬浮于大气中的水。生物水是指生物体内的水分。

但即使知道了地球上的水存储的地方，想定量估计水的量还是很困难的，比如要想知道地面水有多少，首先要测量江河、湖泊、海洋的地形，这项工作的难度是相当大的，而地下水和冰盖中的水则更难精确估算。因此，到目前为止，对地球上各个圈层或各种水体中到底存在多少水，很难有个公认的数字，但大家对水在各种水体中的分配比例大体上是一致的。联合国教科文组织曾经公布过一组数据：地球上水的总量为13.86亿立方千米，其中96.54％是海水，淡水仅占总量的2.53％，淡水中有68.7％以冰雪形式储存于南极、北极和高山冰川中，30％存储于地下，而存储于地下的又有近一半深埋于地面以下800米的岩层中。地球上全部河流、湖泊和沼泽中储存的水量约为19万立方千米，只占到地球上全部水量的0.014％。但这部分水是与人类生存和发展关系最为密切的。大气水总量约为1.29万立方千米，占地球上总水量的0.001％，虽然所占比例小，但它循环、更新得最快，而且是地球上可更新淡水资源的主要来源。

地球上的水多长时间能够全部循环一次呢

地球上的13.86亿立方千米的水是不是每次都能参加水循环呢？答案是否定的。根据研究，每年全球只有57.7万立方千米的水参与水循环，如果按此速度，地球上全部水量都参与一次水循环，理论上平均大约需要2400年。不同的水参与水循环的时间长短也是不一样的，其中时间最长的是极地冰川和终年积雪，参与一次水循环的时间大概是1万年；时间最短的则是生物水，只需要几个小时。其他如大气水需要8天，河流水需要16天，土壤水需要1年，沼泽水需要5年，湖泊水需要17年，深部地下水需要1400年，高山冰川需要1600年，世界大洋需要2500年。

总之，水循环与人类的生产、生活息息相关。缺水将发生旱灾或是水荒；水多则可能引起洪涝和水灾，水被污染则会导致环境变坏。更多地了解一些与水循环相关的科学知识，对防灾避险、保护环境以及合理利用水资源等都具有重要意义。

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微专题一：水循环和城市雨水综合利用

【高考母题再现】

A.为植物提供养分 B.控制雨水渗漏速度

C.吸附雨水污染物 D.保持土壤水分

2. 对下渗雨水净化起主要作用的填充层是（ ）

A. 树皮覆盖层和种植土层 B. 种植土层和砂层

C. 砂层和砾石层 D. 树皮覆盖层和砾石层

3. 雨水花园的核心功能是（ ）

A. 提供园林观赏景观 B. 保护生物多样性

C. 控制雨洪和利用雨水 D. 调节局地小气候

【答案】1、D 2、B 3、C
【解析】
试题分析：
1、通过简图可发现该模式的底部为砂层和砾石层，铺设此层利于让经过上层土层处理的雨水下渗，并把渗下的雨水导出流走。故该雨水花园地下部分含水量变化很大，为保证地表植物生长，必须保持土壤合适的水分条件，覆盖树皮可达到此目的。
2、雨水下渗后种植土层和砂层可对雨水直到过滤作用，达到在一定程度上净化雨水的作用。B正确。
3、根据题干文字提示可知，雨水花园的核心功能是增加雨水的下渗量并回收利用雨水，同时因减小了地表径流，可有效起到降低暴雨后城市内涝的频率和程度。故C正确。
考点：水循环

【名师点睛】该题以雨水花园结构示意图为材料，考查水循环。读材料把握和提炼出几个关键词，“雨水花园、汇水、下渗、净水”来分析。通过对材料的整体分析，可以看出考察的主干知识是“水循环的过程和主要环节，及水循环的地理意义。”分析水循环中蒸发、下渗、地表径流等主要环节的发生过程及其地理意义，探讨水循环有关地理原理规律对生活实践的指导意义。

【难点中心】该题组通过读材料把握和提炼出几个关键词，“雨水花园、汇水、下渗、净水”来分析。难点在于不能根据雨水花园结构图很好理解雨水花园各层次的作用，没有很好理解水循环的各个环节的作用，不会利用水循环原理来解释雨水花园。

【考点难点突破】

【知识链节】

1．水循环的主要环节及影响因素

环节

影响因素

蒸发

受太阳辐射、天气状况、下垫面性质等因素的影响

水汽输送、降水

受大气环流、天气系统、地形地势等因素的影响

地表径流

受地表状况、地形地势、降水强度、人类活动等因素的影响

下渗

与地表植被、降水强度、降水持续时间、地表坡度、土质疏松状况等因素有关

2.人类对水循环的影响

在水循环的四个基本环节(水汽蒸发、水汽输送、凝结降水、径流输送)中，人类活动主要对径流输送施加影响，进而改变下垫面的特点。

①调节径流，加大了蒸发量和降水量。水利措施中修筑水库、堤坝等拦蓄洪水，增加枯水期径流，由于水面面积的扩大和地下水位的提高，可加大蒸发。农林措施中，“旱改水”精耕细作，封山育林，植树造林等能增加入渗，加大蒸发，在一定程度上可增加降水。

②修水库、跨流域调水、扩大灌溉面积，在一定程度上减少了入海年径流量，但对海洋来说，从总量上变化不大，相对海洋给大陆的水汽输送量影响是比较小的，反而在一定程度上增加了蒸发量，使大气中水汽量增加、降水量增加。

③围湖造田，破坏了生态平衡，造成了不可弥补的严重后果，减少了湖泊自然蓄水量，削弱了防洪抗旱的能力，减弱了湖泊水体对周围地区气候的调节作用；同时严重破坏了水产资源，使产量大幅度下降。

④此外保护湿地资源（沼泽）、植树造林（绿色水库）、保护草原（绿色蓄水池）是有利维护生态平衡的作用，反之，则会产生恶劣的后果。

【技能方法】

高考要求学生掌握好水循环的各个环节及其意义，分析水循环中蒸发、下渗、地表径流等主要环节的发生过程及其地理意义，探讨水循环有关地理原理规律对生活实践的指导意义。

理解和运用人类活动对水循环的影响，是解答这类试题的关键。

1.人类活动对水循环的影响

(1)水利措施

①修筑水库、塘坝等拦蓄洪水，增加枯水期径流量，由于水面面积的扩大和地下水水位的提高，可加大蒸发量。

②跨流域调水、扩大灌溉面积在一定程度上增加了蒸发量，使大气中水汽含量增加、降水量增加。

(2)农林措施

①“旱改水”、精耕细作、封山育林、植树造林等能增加下渗；调节径流，加大蒸发，在一定程度上可增加降水。

②围湖造田则减少了湖泊自然蓄水量，削弱了其防洪抗旱的能力，也减弱了湖泊水体对周围地区气候的调节作用。

此外，保护湿地资源(沼泽)、植树造林(绿色水库)、保护草原(绿色蓄水池)会产生有利的影响；反之，则会产生恶劣的后果。

2.人类活动对河流水文特征的影响

(1)破坏植被：地表径流量增加，使河流水位陡涨陡落；含沙量增加。

(2)植树种草：地表径流量减少，使河流水位升降缓慢；含沙量减少。

(3)硬化城市路面：增加地面径流，使河流水位陡涨陡落。

(4)铺设渗水砖：减少地面径流，增加地下径流，河流水位平缓。

(5)修建水库：对流量有调 节作用，使河流水位平稳；减少水库以下河段河流含沙量。

(6)围 湖造田：对河流径流的调节作用减弱，水位陡涨陡落。

【热身训练】

（全国2015届高三最后一次模拟(I卷)文综地理）海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。据此回答下列问题。

1．图示事物主要作用( )

A．树木、草坪大量吸收大气降水和地下水

B．湿地公园、污水处理厂可以净化水质

C．河流、湖泊可以调蓄多雨和少雨期降水量

D．城市小区、拦水坝可以增加下渗水量

2．建设城市绿地采用下凹式绿地和植草沟，主要作用是( )

A．强化雨水的滞留能力 B．降低降水造成的水土流失

C．减轻土壤的盐渍化现象 D．加强生物和环境多样化

【答案】1．B 2．A

【解析】

试题分析：

1.树木、草坪的主要作用是吸收大气降水；湿地公园、污水处理厂等均具有净化水质的作用；河流、湖泊主要调蓄地表径流量，但不能调蓄降水量；拦水坝减缓地表径流汇水速度，城市小区减少下渗量。

2.建设城市绿地采用了下凹式绿地和植草沟，在下雨时，将雨水收集一部分，起到强化雨水的滞留能力，城市里水土流失不严重，城市中土壤盐渍化现象很少发生，对生物和环境多样性影响不大，即选A。

考点：城市化和水循环。

【冲关演练提升】

(安徽省安庆市2015届高三上学期期末教学质量调研监测地理【解析】）下图为我国某城市为利用雨水而设计的房屋效果图，收集到的雨水可用于洗车、冲厕等。完成下列小题。

1．图中所示的雨水处理方式，直接影响的水循环环节是( )

A．下渗 B．径流 C．蒸发 D．水汽输送

2．该类房屋的雨水处理方式，最突出的效益是( )

A．补充城市地下水 B．减缓城市内涝

C．缓解城市缺水D．提升居住环境质量

【答案】1．B 2．C

【解析】

试题分析：

1、图中所示方式，雨水不能形成地表径流，收集的雨水可用于洗车、冲厕等，然后顺地下水道流走，直接影响到了水循环的地表径流环节，B 对。洗车、冲厕后排放入下水管道， 仍进入下渗、蒸发环节，影响较小，A、C 错。水汽输送是降水前的环节，收集雨水影响不 到，D 错。

2.该种雨水处理方式，最明显的是缓解城市缺水问题，C 对。收集雨水使用后作污水排放， 不是直接回灌地下水，可以减少对地下水的消费量，不是补充城市地下水 ，A 错。收集雨水目的是节约水资源，不是减缓城市内涝，B 错。与提升居住环境质量关系不大，D 错。

考点：水循环的环节，节约水资源的措施。

3．该城市可能为( )

A.济南B.青岛 C.北京 D.大连

4．该市用水量减少幅度最大的是( )

A.生活用 水 B.农业用水 C.工业用水D.生态用水

5．关于该市工业用水量减少原因叙述错误的( )

A.工业技术进步，水资源利用率提高

B.工业用水价格提高，节约用水

C.该市较多耗水量大的工业企业迁出到周边省份

D.气候变暖导致工业用水总量减少

【答案】3．C 4．B 5．D
【解析】
试题分析：
3.从年末常住人口数可以看出，该市常住人口逐年增加，已经超过2000万，结合选项中四个城市，只有北京市人口超过2000万。
4.读图可知，生活用水和生态用水量增加，农业用水和工业用水减少，其中农业用水减少幅度最大。
5.该市工业用水总量下降，与工业技术进步、节约用水和工业企业外迁有关，而与全球变暖没有关系，即选D。
考点：水资源利用。

考点：水资源利用。

（福建省福州市2015年高三5月适应性考试文综)“海绵城市”是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放” 并加以利用。下图是城市道路绿化带景观图片。完成以下问题。

6．四幅图中的城市道路绿化带，最能体现海绵城市建设理念的是( )

A．图a B．图b C．图c D．图d

7．“海绵城市”建设对水循环环节的影响，正确的有( )

①调节地表径流 ②调节水汽输送 ③增加大气降水 ④增加地表下渗

A．①② B．①④ C．②③ D．③④

【答案】6．A 7．B
【解析】
试题分析：
6.a图中既有绿化带又有排水设施，下雨时能及时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，最能体现“海绵城市”建设的理念。
7.“海绵城市”增加了下渗，减少地表径流，但对水汽输送和大气降水环节影响不大。
考点：城市化对地理环境的影响。

（湖南省湘潭市2015届高三第三次模拟考试地理.）从20世纪80年代开始，滇池流域生态遭到严重破坏，加之沿岸城市化、工业化的发展，作为我国六大淡水湖之一的滇池饱受污染之苦，水质富营养化速度加快。目前，湖底存有淤泥8000万m3-1亿m3，滇池外海水质降至劣五类。下图是历史上滇池水域的变迁图。据此完成下列各题。[来源:学&科&网]

8.据图判断，滇池湖水较深的区域可能是( )

A.西南部 B.西北部 C.中部 D.东部

9.滇池湖底淤泥可能来源于( )

①水土流失冲进来的泥沙沉积 ②湖内的藻类等动植物死亡后的沉积 ③大气干湿沉降，灰尘、颗粒物落入湖面以及降雨形成的沉积 ④湖底火山喷发物淤积 ⑤人类生产生活排放的废弃物

A.①②③④ B.①②③⑤ C.①②④⑤ D.①③④⑤

10.目前，滇池外海淤泥疏浚三期工程正如火如荼的开展着，该工程的意义有( )

A.使滇池的发电能力增强 B.利于改善滇池水质，消除富营养化

C.增加了滇池的通航能力 D.促进滇池水环境的良性循环

【答案】8、A 9、B 10、D

【解析】

试题分析：
1.读图，根据图中湖岸线变化，宽度越大，说明湖水浅，反之表示湖水深。所以最深的区域可能是西南部，A对。B、C、D错。
2.滇池湖底淤泥可能来源于水土流失冲进来的泥沙沉积，①对。湖内的藻类等动植物死亡后的沉积，②对。大气干湿沉降，灰尘、颗粒物落入湖面以及降雨形成的沉积，③对。湖底火山喷发物形成岩浆岩，不是淤泥，④错。人类生产生活排放的废弃物堆积，⑤对。所以B对。
3.根据材料，淤泥太多，导致滇池外海水质降至劣五类。所以滇池外海淤泥疏浚的施工，主要意义是改善滇池水质，促进滇池水环境的良性循环，D错。发电、通航不是滇池的主要功能，A、C错。能减轻水体富营养化，不是消除，B错。
考点：湖岸线，区域生态环境问题的成因及治理措施，开展淤泥疏浚工程的意义。