流域水循环模拟与调控国家重点实验室
客座教授简历
第二章自然地理环境中的物质循环和能量交换 第二节水的运动 第1课时水循环 ◆课程标准： 运用示意图，说出水循环的过程和主要环节，说明水循环的地理意义 ◆课标解读： 本条和下一条“标准”关注自然环境的组成要素之一——水。本条“标准”旨在认识自然界中水的循环运动及其对自然环境和人类活动的影响。 一般将水循环按其发生的空间范围分为海陆间循环（又称大循环）、陆上内循环和海上内循环三种。“标准”并不要求对水循环作这样的划分或出现三种循环的概念，而是要求以海陆间循环为主，将三种循环的过程和环节综合在一幅示意图中，使学生综合把握水循环。 水循环的过程是指水在陆地、海洋、大气之间的转变；环节是指实现水的循环运动的途径，主要包括降水、蒸发（蒸腾）、径流、水汽输送等。根据“标准”的要求，学生应能以示意图的形式，通过主要环节的相互联系，说出水在自然界的循环过程。 水循环的地理意义是本条“标准”要求的重点，而且“标准”对它的要求是“说明”，从程度上区别于对过程和环节的一般要求。水循环的地理意义首先是维持着地球上各水体之间的动态平衡，使淡水资源不断更新。其次，水循环促进了自然界的物质运动和能量交换，由此对生态、气候、地貌等都产生了深刻的影响。对水循环地理意义的学习应注意形成一些基本认识，如水循环将水圈、岩石圈、大气圈和水圈联系起来；水是自然最富动力作用的因子之一；水资源处在不断更新之中，但并不是取之不尽、用之不竭的等。 从本条和下一条“标准”综合来看，本条“标准”虽然将视野扩大到水圈，但落脚点放在陆地上。因此，对于陆地各水体之间的关系（水循环各环节的联系）、水资源及其更新、水循环对气候、生态、地貌的影响等，应给予适当的关注。 ◆教学目标 1.通过绘制水循环示意图，理解并掌握三类水循环的主要环节和特点，能够运用所学知识解释生活中有关于水的运动地理现象，形成宏观的水循环过程的概念。 2.通过运用水循环示意图，能够说明水循环的地理意义及人类活动对水循环的影响，树立水资源的保护意识。 ◆教学重点 水循环的概念、过程、类型及其地理意义 ◆教学难点 海陆间水循环的主要环节和特点及人类活动对水循环的影响 ◆教学手段和主要教学方法 教学手段：板书板画教学、多媒体辅助教学 教学方法：启发式教学法、小组讨论法
用模拟实验探索天气现象与水循环的成因 昆山实验小学江漪2010/4/15 摘要：本文阐述了模拟实验的必要性，是为了对难以直接观察的对象做动态观察的一种简便的方法，能让学生在课堂上完成，并且将小学阶段中高年级教材中有关模拟实验的线索串起来做螺旋上升式研究。以研究天气现象为切入点，并发展到対天气现象的形成原因——水循环的结果做深入的研究。在教学时，以模拟实验研究动态变化为主要手段，并配以动态视频及动态画面为点睛之笔，使学生在有限的课堂上能对大自然的复杂现象有较为直观的认识，并能将这种感性认识经过电教手段的画龙点睛上升到理性认识。 关键词：模拟实验对自然现象做动态研究对模拟实验内容作螺旋上升式研究 一、模拟实验的优点 科学课是让学生睁大眼睛看大自然的教育，是把大自然作为研究对象的学科，就要把大自然展现给他们看。但自然界的现象很复杂、很难进行直接观察，在科学探究过程中，有些科学问题单凭观察是难以得出结论的，在难以直接拿研究对象作实验时，有时就用模型来做实验，即模仿实验对象制作的科学模型。如：水循环模型、三球仪、月相变化模型、地球构造模型等；但模型只有老师有，作为教具使用，学生没有，不能近距离的观察清楚。有时还可以模仿研究对象制作模型——建模制作。如制作地球模型、地表模型、星座模型等；这种方法使学生有了模型，但只能满足静态表面的观察，为了要更深入地了解自然现象的形成及原因，进行动态观察，还需要模仿研究对象的某些条件进行模拟实验。即根据研究的目的，利用一定的仪器，再现大自然中某种现象从而探索规律的实验。是在实验时人为的控制和模拟自然现象去研究自然的一种实验形式。以使自然的复杂现象在经过人为的简化条件下，使其复生和重现，达到模拟自然界的情况，人们有可能将所得到的实验结果和自然界观察的现象相验证进而作为推理的依据和参考。 在整个小学科学体系中，有一根线索将模拟实验串起来，层次清楚，逐年递进，各年级段有不同的要求，在实际进行时螺旋上升；不断巩固前一阶段培养的内容，同时进行本阶段内容的培养。这些实验既有知识的要求，又有科学探究的实践。这些活动以学生的年龄特征和经验为背景，按照由近及远、由浅入深、由简单到复杂的序列编排。给学生创设了由模仿到半独立、再到独立的亲历过程的机会，给学生一个由生疏到熟练逐步进行的过程。（引自《小学自然能力培养教学提示》江苏教育出版社）下面顺着模拟天气现象的线索来说明模拟实验的方法和作用。 二、模拟天气现象的成因
WDM型循环冷却水动态模拟试验装置 光明化工研究设计院水处理工程技术中心生产制造的WDM型循环冷却水动态模拟试验装置，广泛使用于石油、化工、冶炼、电力等行业。1986年获化工部科技成果三等奖，1991年获全国第三届新技术、新产品展销会银奖。 该装置经连续不断的改进，各项功能日臻完善，是目前国内最先进的循环冷却水动态模拟试验装置，已用于全国各地50家单位。 装置流程为双水路，由计算机自动控制模拟换热器入口水温和循环水流量，能自动检测进出口水温差和换热蒸汽温度，各参数及时显示在计算机显示器上，巡回采检循环水流量模拟换热器进出口温差、换热蒸汽温度，并同时采检其他参数。同时计算出瞬时污垢热阻系数，并可同步打印以上各参数。试验结束时，由计算机给出污垢系数曲线和极限污垢热阻系数。 本装置是评价和筛选水质稳定剂配方的专用设备，能对水稳剂配方的缓蚀、阻垢效果、月污垢沉积量和运行工艺条件进行综合评定。 测控系统是专门为WDM-D型循环水动态模拟试验装置配套的实时监测、控制系统。按WDM-D型循环水动态模拟试验装置的技术要求，实现对温度与流量的实时监测、污垢热阻值计算、完成对实验结果的打印输出，数据处理和曲线绘制。本微机测控系统完成的实验结果可长期保存，也可在其他的分析试验中使用保存下来的数据和实验报告文件。 WDM-D型微机测控系统是在WDM-B型、WDM-C型的基础上，采用90年代最新的控制技术和软件技术，经过重新优化设计而成。WDM-D型微机测控系统采用管理微机（上位机）与控制微机（下位机）相结合的体系结构。管理微机由个人计算机组成，操作平台为Windows2000，数据处理、报表生成和曲线制作采用Excel。管理微机负责对监测数据的收集、管理、显示、存储及结果分析和输出，并接受分析操作员通过人机界面发出的控制指令。控制微机是以总线核心的单片机，负责执行管理微机的控制指令，完成对试验装置的实时控制，并把采集到的数据传送给管理微机。 WDM-D型动态模拟实验装置具有如下特点： 1、入口控制精度0.3℃（实际控制精度高达0.15℃）;循环流量控制精度为1%(实际控制精度0.5%)。 2、入口温度和出口温度的检测精度为0.2℃;蒸汽温度的检测精度0.5℃。 3、整个微机测控系统的可靠性取决于系统控制微机, 控制微机可靠性高。
关键词：海河流域；陆面过程；地下水开采；水循环；模拟研究 中图分类号：p641 文献标志码：a 文章编号：1672-1683（2016）04-0054-06 近年来，人类对水资源的开发利用日趋广泛，极大地扰乱了自然水循环过程。尤其在地表水资源量无法满足用水需求或地表水污染严重的地区，持续开采地下水不但会造成地面沉降、湿地减少、海水入侵以及地下水污染，而且会导致陆地水资源的枯竭[1-2]，同时由于更多的水分被抽取至地表，引起局地土壤湿度和地面温度的变化，进而影响水循环过程[3-7]。因此，考虑地下水开采活动对流域水循环影响研究是十分必要的。 由于受到地下水农业灌溉、河道取用水等高强度人为活动的影响，海河流域地表产汇流非线性特征明显，水文过程模拟的不确定性较大。夏军等[14]结合水文非线性系统方法与分布式流域水文模拟技术自主研发了一种分布式时变增益水文模型（dtvgm），其特点在于能模拟人类活动影响下的降雨、径流等水文变量之间非线性关系[15]，对下垫面实时反应能力较强，尤其在海河、黑河、黄河等半干旱-半湿润流域的模拟效果较好，且计算消耗小[16]。因此，本研究利用dtvgm的产流机制改进clm3.5的产流过程，同时嵌入地下水开采对流域水循环影响的模块，并考虑经济社会用水，构建能够描述流域自然-人文过程的大尺度陆地水循环模型（clm-dtvgm），然后以中国科学院青藏高原研究所基于princeton 再分析数据建立的一套中国区域高时空分辨率地面气象要素数据集作为大气强迫驱动，设置两种模式（无人类活动影响s1和仅考虑开采地下水s2），对海河流域过去30年的地表径流、蒸散发和土壤湿度进行模拟，分析地下水开采活动对海河流域水循环过程的影响。 1 研究区和数据介绍 1.1 研究区 海河流域（图1）位于东经112°-120°，北纬35°-43°之间，总面积约31.8万km2。按照流域西北高，东南低的地势，大致可分高原、山地和平原三种地貌类型。流域西部和北部的高原及山地占流域总面积的60%，流域东部和南部以农田为主，也是主要的人口居住地，占流域总面积的40%。海河流域多年平均降水量为539 mm，自20世纪50年代以来，降水总体上呈现逐步减少的趋势。流域年平均气温为10.8 ℃，年内变化较为平缓。海河流域作为严重的资源性缺水地区，水资源供需矛盾十分突出，用不足全国1.3%的水资源量，承担着全国11%的耕地面积和10%人口用水任务 [17]。由于流域内地表水资源非常匮乏，主要通过开采地下水进行灌溉，区内已形成大范围常年性浅层地下水位降落漏斗，地下水超采是地下水位下降的主导原因[18]。近50年来，海河流域累计超采地下水高达1 900 亿m3，目前地下水年开采量约占流域总供水量的2/3[19]。大范围超采活动已使海河流域地下水处于不可持续状态，严重威胁该地区的可持续发展。 1.2 数据介绍 工业、生活和农业的单位用水数据来自《中国水资源公报2000》（表1），并且在流域内保持固定不变。 2 研究方法 2.1 模型介绍 clm3.5模式是ncar发布的新一代陆面过程模式，是在clm3.0的基础上对陆面参数和水文过程加以改进，引进并完善了径流、地下水、碳循环和冻土过程，其具体物理过程在文献中有较为详尽的描述[21-22]。clm3.5原有的地表产流采用topmodel模型中的simtop参数化方案，即根据蓄满产流和超渗产流的机制来计算，其中关键参数是计算单元的饱和因子，其依赖表层土壤的不透水面积，计算较为复杂。 本研究采用dtvgm模型的时变增益因子来改进clm3.5中的产流模型，即考虑降雨径流的非线性关系，以及产流过程中土壤湿度不同引起的产流量变化，通过时变增益因子简化了水文循环系统的输入输出之间复杂的非线性关系，达到与一般volterra泛函级数相同的模拟效
流域水循环模拟与调控国家重点实验室 （中国水利水电科学研究院） 开放研究基金项目管理办法 （试行） 第一条 为促进流域水循环模拟与调控研究的学术交流和学科发展，吸引和鼓励国内外相关领域的科研人员利用流域水循环模拟与调控国家重点实验室（中国水利水电科学研究院）（以下简称“实验室”）的平台和实验条件，开展前沿性和基础性研究，特设立开放研究基金。 第二条 实验室以“流域水循环模拟与调控”为主线，重点开展“自然－社会”二元水循环基础理论、流域水循环及其伴生过程、复杂水资源系统配置与调度、流域水沙调控与江河治理、水循环调控工程安全与减灾等方向研究，致力于为国家新时期重大治水实践提供基础理论与技术支持。 第三条 实验室每年10月份发布流域水循环模拟与调控国家重点实验室（中国水利水电科学研究院）开放研究基金申请指南(以下简称“指南”)，指南对资助的具体范围予以明确规定。 第四条 具备博士学位或中级及以上技术职称的非本依托单位的研究人员，均可在指南规定的范围内提出资助申请。实验室鼓励与实验室固定研究人员联合申报，原则上不接受国内自然人申请。 第五条 申请者须按规定填写《流域水循环模拟与调控国家重点实验室（中国水利水电科学研究院）开放研究基金申请书》，国内申请者需经专家推荐，经所在单位批准，签署意见并盖章后，报送实验
室。国外申请者经专家推荐后可直接申报。 第六条 开放研究基金项目资助额度为5-10万元，项目研究期限不超过二年，研究工作开始时间为次年的1月1日。对于确需持续较长时间方可完成的重大课题，可分阶段申请、立项。 第七条 实验室负责开放研究基金的立项、评审、验收与日常管理工作。通过评审立项的课题，由申请人与实验室依托单位中国水利水电科学研究院签订项目合同。 第八条 开放研究基金经费主要用于资助与项目研究直接有关的费用，包括材料费、测试化验加工费、差旅费、会议费、专家咨询费、劳务费，以及出版/文献/信息传播/知识产权事务费等。 第九条 开放研究基金实行预算管理，课题经费使用应严格按批准预算执行。项目经费的使用由项目负责人负责。 第十条 一般情况下，项目负责人不得代理或变更。在项目实施过程中，若涉及到预定目标、研究内容、研究进度等的变更，项目负责人必须提前提出变更申请，经所在单位同意，报实验室审批通过后方可实施。 第十一条 实验室办公室每年对开放研究基金项目的执行情况进行检查。项目负责人应于每年度末提交年度进展报告。对于不按期报送年度进展报告、研究进展迟缓、经费使用不当的项目，要求限期改正，否则将通报所在单位。 第十二条 开放研究基金课题如果未能按期完成既定成果指标，将取消再次申请本基金资格，并通报所在单位。 第十三条 项目研究获得的成果归实验室和项目负责人所在单
华电邹县发电有限公司 循环水动态模拟试验报告 委托单位：欣格瑞（山东）环境科技有限公司试验单位：青岛科技大学环境与安全工程学院编制日期：二〇一九年三月
项目编号：QUST/SESE-②24-02-2019 项目名称：华电邹县发电有限公司循环水系统动态模拟试验（城市中水） 项目批准人： 项目实施人： 项目审核人：
报告目录 第一章前言 (3) 第二章试验部分 (4) 一、评价原理 (4) 二、试验用水水质分析及水处理药剂 (5) 三、试验方法 (6) 四、试验工艺条件 (6) 五、试验材质及规格 (6) 六、试验步骤 (6) 七、试验数据处理 (7) 八、试验结果分析及结论 (9) 第三章试验记录报表 (10) 一、水质及水处理药剂分析报表 (10) 二、动态模拟试验原始数据记录表 (11) 三、动态模拟试验原始记录表 (13) 四、污垢热阻图 (14)
第一章前言 人类日常生活离不开水，工业生产也同样离不开水。随着工业生产的发展，用水量越来越大，特别是我国水资源严重短缺，很多地区已经出现供水不足的现象，因此合理和节约用水已经成为发展工业生产中的一个重要问题。 工业循环水主要用在冷却水系统中，所以也叫循环冷却水。因为工业冷却水占总用水量的90%以上，因此节约用水成为当务之急。目前国家经贸委批准的单位发电量的取水量标准已正式实施，其目的在于限制发电厂的取水量，具体规定如下：采取循环冷却水供水系统时单位发电量取水量定额，在单机<300MW/h，为4.80 m3/MW·h，在单机容量≥300MW/h，为3.84 m3/MW·h。因此发电厂的工作重点应在优化冷却水系统的设计和运行，提高循环冷却水的浓缩倍率，可以取得良好的经济效益。但是提高浓缩倍率，会使结垢和腐蚀问题更加突出，这就对循环冷却水处理出水提出了较高的要求。 为防止机组运行期间凝汽器的结垢，同时可达到节水目的，青岛科技大学受欣格瑞（山东）环境科技有限公司委托，通过对华电邹县发电有限公司循环水系统补水（城市中水）进行动态模拟试验，从而确定循环水的浓缩倍率、极限碳酸盐硬度等运行控制参数，以及衡量所选用的缓蚀阻垢剂的性能。为循环水的实际运行、调整及控制提供依据。 本报告是此次动态模拟试验的总结。
水体类型和水资源、水循环 一、单项选择题 2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器成功登月，人类首次探访月球“背面”。“月宫一号”是我国建立的空间基地生命保障人工闭合生态系统地基综合实验装置。该装 置构建了由植物、动物、微生物组成的人工闭合生态系统，人类生活所必需的物质， 如氧气、水和食物，可以在系统内循环再生。右下图为“月宫一号”水循环示意图。 读图完成1～2题。 1.图中字母a代表的水循环环节是() ①植物蒸腾 ②水汽输送 ③蒸发 ④地表径流 A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④ 2.图中与自然界水循环的“降水”环节类似的是 () A. 水处理 B. 低压蒸馏 C. 饮用水储存 D. 营养液配制 “雨季一来，城里看海”一度成为全民讨论的热点，是全国多座城市的尴尬。读图，比较两种不同地面水循环环节差异，完成3～4题。 3.与自然路面相比，城市路面() A. 下渗明显增多 B. 地表径流加大 C. 地面蒸发增加 D. 地下径流增多 4.为缓解“城里看海”现象，下列措施不可取的是() A. 加大对地下水的利用 B. 改造升级排水系统 C. 加快城市绿地建设 D. 提高透水路面比率 下图为北半球某区域水循环示意图(图中①～⑨表示水循环环节)。读图完成第5题。 5.关于图示水循环各环节的表述，正确的是() A. 人类活动影响最大的环节是⑧ B. 流域内植被覆盖率的提高使⑤减少 C. 该地⑥环节季节变化大 D. “海绵城市”的建设会导致④减少 新疆坎儿井与长城、京杭大运河并称为“中国古代三大工程”。下图为坎儿井工程 示意图。读图完成第6题。
6. (坎儿井修建地下暗渠的主要目的是() A. 增加下渗 B. 减少蒸发 C. 输送水汽 D. 促进更新 2016年国际海绵城市建设论坛暨第十四届泉州市科协学术年会于12月25在泉州举行，本次大会以“让城市不再看海”为主题。其中活水公园雨水收集系统是海绵城市建设的成功案例。下图为某活水公园雨水收集系统示意图。读图完成7～8题。 7.活水公园雨水收集系统对水循环整个环节干预最明显的是() A. 地下径流 B. 地表径流 C. 降水 D. 水汽输送 8.公园中荷花池在缓解城市内涝问题中最主要的功能是() A. 美化城市环境 B. 下渗蓄水 C. 调节小气候 D. 保护生物多样性 二、判断题：判断正误，正确的写“A”，错误的写“B”。 9.水循环维持了全球水的动态平衡。() 10.水圈是由地球各种水体构成的连续而不规则的圈层。() 三、综合题 11. 读自然界的水循环示意图，回答下列问题。 (1) 写出图中数字所代表的水循环各环节名称：
WEP模型的开发与分布式流域水循环模拟 - WEP模型的开发与分布式流域水循环模拟摘要:本文介绍了WEP模型的开发和验证情况,论述了分布式流域水循环模拟的意义和作用。在分析分布式流域水循环模拟的研究状况及面临问题的基础上,考虑到我国流域尺度大、人类活动影响深、环境复杂多变的实际情况,作者认为,基于物理概念和变时空步长的、模拟对象包括水循环的各要素过程而不仅是产汇流过程的分布式流域水循环模型将是未来的发展方向。作者主张,应加快开发适应我国自然地理特征与气候特点的各类基于GIS的耦合式应用系统,为流域水资源管理、洪水预报调度、水环境评价、水土流失监督治理及水生态环境分析等提供强力支持 关键词:流域水循环水文分布式模型WEP 一、分布式流域水循环模拟的意义与作用 地球环境变化和人类活动的影响改变了水的自然循环规律, 加剧了我国水资源的供需矛盾,许多地区出现了水环境与水生态恶化的严重局势。地表水、地下水及人工侧支循环水等各类水资源转化频繁,狭义的水资源概念与传统的水资源评价方法已显不适。 20世纪80年代中期以来,随着计算机技术、地理信息系统和遥感技术的发展,从水循环过程的物理机制入手并考虑水文变量的空间变异性问题,即分布式流域水文(水循环)模型或称“白箱”模型的研究在国内外受到广泛重视,涌现出许多分布式或半分布式模型,如SHE模型、IHDM模型及TOPMODEL模型等(参
见文献1)。另外,全球大循环(GCM)研究对陆地地表过程模拟提出了越来越高的要求,土壤-植物-大气连续体(SPAC)研究受到重视,出现了各类SV ATS(土壤-植物-大气通量交换方案)模型,从另一方面加强了水循环的研究。本文使用“流域水循环模拟”而不是“流域水文模拟”,意在强调需要将流域水循环系统的所有要素过程联系起来研究而不仅仅是产汇流模拟。二、WEP模型的开发与验证1.1 WEP模型的开发 为提高计算效率,WEP模型对非饱和土壤水运动的模拟采取了比SHE模型简化的算法,但强化了对植物生态耗水与热输送过程的模拟,对水热输送各过程的描述大都是基于物理概念。 (1)模型结构。各网格单元的铅直方向结构如图-1(a)所示。从上到下包括植被或建筑物截留层、地表洼地储留层、土壤表层、过渡带层、浅层地下水层和深层地下水层等。状态变量包括植被截留量、洼地储留量、土壤含水率、地表温度、过渡带层储水量、地下水位及河道水位等。主要参数包括植被最大截留深、土壤渗透系数、土壤水分吸力特征曲线参数、地下水透水系数和产水系数、河床的透水系数及坡面和河道的糙率等。为考虑网格内土地利用的不均匀性,采用了“马赛克”法即把网格内的土地归成数类,分别计算各类土地类型的地表面水热通量,取其面积平均值为网格单元的地表面水热通量。土地利用首先分为水域、裸地-植被域、不透水域三大类。裸地-植被域又分为裸地、草地与耕地、树木3类、不透水域分为都市地表面与都市建筑物。另外,为反映表层土壤的含水率随深度的变化和便于描述土壤蒸发、草或作物根系吸水和树木根系吸水,将裸地-植被域的表层土壤分割成3层。 (a)
第一节自然界的水循环模拟课堂讲稿 教学过程： 一、引入新课（1分钟） 情境导入： [教师陈述](PPT第1页)同学们，面对滔滔黄河水，李白曾叹日：“黄河之水天上来，奔流到海不复回！”但若果真水不复回的话，黄河早就干涸了。那么，黄河水是怎样更新的呢？本节课就让我们和李白一起去探讨黄河水是不是一去不复回。（PPT 第2页）（板书：第一节自然界的水循环） 二、新课讲解（14分钟） [教师陈述](PPT第4页)下面同学们通过思考PPT上的问题问题，阅读课本第59页的内容并且仔细观察图3.3自然界水循环示意图。 （板书：一、水循环过程） [教师讲述](PPT第5页)好，同学们通过阅读课本，我们现在来解决PPT上第一个问题，水循环的过程是怎么样的？好，我们先来看海洋上，海水由于受到太阳辐射作用，海洋水蒸发，海洋水汽上升到高空，然后海洋上蒸发的水汽大部分还是降回到海洋中，形成一个海上内循环。好，现在老师有个疑问，为什么海洋高空的形成的雨滴会降下来？ [学生回答]受到重力的作用。 [教师讲述]对，同学们回答的很好。水汽在上升过程中，因周围气压逐渐降低，体积膨胀，温度降低而逐渐变为细小的水滴或冰晶漂浮在空中形成云。当云滴增大到能克服空气的阻力和上升气流的顶托，且在降落时不被蒸发掉才能形成降水。水汽分子在云滴表面上的凝聚，大小云滴在不断运动中的合并，使云滴不断凝结(或凝华)而增大。云滴增大为雨滴、雪花或其他降水物，这就是水汽变成雨滴的原因。 [教师讲述]很好，我们继续来根据图3.3来看看陆地上，陆地表面水体蒸发、植物蒸腾的水汽上升到高空，又由于受到重力的作用，重新降回陆地表面，就形成了内陆循环。在这里我们要注意陆地表面水体变成水汽的过程叫蒸发，而植物对应的是蒸腾，这点同学们尤为注意。 [教师讲述]好，我们已经讲述了两个水循环类型，下面我们来重点介绍第三个水循环类型。同学们来看看图3.3海陆之间的那部分。我们可以看到，海洋上大量蒸发的水汽也会克服重力的束缚，随大气的运动被输从海洋的高空输送到陆地的高空上，在适当条件下形成降水，陆地上的水通过地表径流和地下径流，不断
水循环与洋流 河流的水文特征及开发利用 1、水文特征：（以雨水补给为主的河流为例） 流量：流量受流域内年降水量的影响，流域内年降水量大的河流，流量大 水位（季节变化）：受流域地区降水季节变化的影响，降水季节变化大，流量季节变化也大 汛期：受流域内雨季的长短和雨量大小影响 含沙量：受流域内植被覆盖率的大小影响，还要受流域内地形条件影响 结冰期：受流域内最冷月平均气温的影响，最冷月平均气温在0℃以下，河流有结冰期，如果河流流向从较低纬度流向较高纬度，该河段在初冬结冰时或初春融冰时有凌讯现象。 河流的开发条件：（水力资源、内河航运等） 2、水力资源丰富的原因： ①流域内气候湿润，降水丰富，水量充足，河流流量大。 ②流域内地形起伏大，地处地形落差大的地区，所以水力资源丰富。 3、航运开发条件： ①流域内气候湿润，降水丰富，水量充足，河流流量大。 ②流域内地形平坦，河道宽阔，水系发达，河网密布，水流平稳，通航里程较长。 内河航运发达的原因： ③人口稠密，经济发达，客货流量大 ④与湖、海相通，有优良港口，交通便利。 4、人类活动与河流 1．引水线路： 2．水库建设： 3．城市 4．河流对农业生产的影响:世界农业发达地区多分布在河流两岸和冲积平原地区,其提供的有利条件有: 5．河流与工业 6．河流与旅游业 7．河流与人口分布 8．修水库 说明： ①人为原因大致相同：中上游过度砍伐森林，水土流失加剧，导致中下游泥沙淤积，河床抬高，河道泄洪能力降低；围湖造田，导致湖泊萎缩，蓄洪能力下降。 ②相同的工程性措施：中上游修建水库，中下游加固大堤，疏浚河道，开挖分洪蓄洪区等。 ③相同的非工程性措施：中上游禁止乱砍滥伐，植树造林；建立洪水预警系统；拟定居民应急撤离计
教学课题：地球上的水循环 一、教材及学情分析 本节为《物态变化》一章的最后一节内容，教学内容包含对“升华”、“凝华”两种物态变化过程的认识，以及对自然界的常见降水过程：“云”、“雨”、“雾”、“露”、“霜”、“雪”的物态变化成因的分析和认识。 由于学生从小生活在南方地区，对冰的升华现象和水蒸汽的凝华现象缺乏直观感受，生活中关于物质升华和凝华的典型现象相对较少。另外，地球上的水循环过程涉及所有六种物态变化过程，某些水循环过程同时涉及多个物态变化，头绪繁多，现象庞杂，学生在认识上存在较大的困难。 教材编写者在编制本节教材内容时，是以地球上的水循环中所涉及的各种物态变化现象为主线索，教学设计也应当遵循这一思路展开。 二、教学目标 知道物质直接从固态变为气态的升华现象和从气态直接变为固态的凝华现象；知道升华吸热和凝华放热；知道生活中发生的一些升华现象和凝华现象；知道干冰升华吸热的应用；知道水在自然界循环的过程；了解云、雨、雾、露、霜、雪产生的道理和原因。 三、教学内容 1、认识物质的升华和凝华现象 2、探究升华和凝华的吸热和放热 3、研究地球上水循环过程中的典型物态变化现象 四、教学重难点 重点：认识物质从固态（气态）不经过液态直接变为气态（固态）的升华（凝 华）现象；探究升华吸热和凝华放热；认识地球上水循环过程中的物态变化。 难点：正确认识物质的升华和凝华；准确区分地球上水循环过程中的不同物态变 化。 五、教学设计
六、作业设计 1、书面作业：完成《育才金典》本课时作业 2、实验作业：在家中“自制霜冻” 附：《自制霜冻》活动细节。 器材：黑色金属饮料罐一只、冰块（250克）、食盐（120克）、筷子1支、湿毛巾1块 方法：将冰块倒入饮料罐中，再将盐倒入冰块，用筷子搅匀后将饮料罐放在湿毛巾上，几分钟后将在饮料罐外壁上观察到细小的白色冰晶形成，这就是空气中水蒸汽在罐体外表面凝华成的霜。 七、本设计的特色或基于学科核心素养培育（深度学习）的突破点 本课程设计尊重初中学生的认知习惯，设置较多的分组实验和演示实验，重视学生的感知、体验，重视在做中学，思而后得，力求达到知行合一的效果。
《水循环》教学设计 地理组李春 【课题】高中地理必修1《水循环与洋流》的水循环部分。 【教学目标】 1、能说出地球上水体的组成和水资源的概念。 2、通过实验探究各种水体之间的相互转化规律。 3、绘制简单的水循环示意图并说出水循环的过程和主要环节。 4、通过举例说明水循环的地理意义。 5、运用水循环的原理，结合实例分析、说明人类活动对水循环的影响。 6、通过学习水循环的过程和意义，认识人类活动应正确运用水循环原理、遵循自然规律，从而树立科学的资源观。 【教学重点和难点】 1、重点：水循环的过程和主要环节 2、难点：水循环的地理意义 【教学设计思路】 一、背景分析 1、《地理课程标准》中的要求和理念： 要求学生在初步掌握地理基础知识和基本技能、发展地理思维能力的同时还要初步掌握学习和探究地理问题的基本方法和技术手段。重视引导学生主动学习，提高自主学习的能力。 2、解读课标 课标要求：运用示意图，说出水循环的过程和主要环节，说明水循环的地理意义。根据“标准”的要求，学生应能够以示意图的形式，通过主要环节的相互联系，说出水在自然界的循环过程。学生对于“水循环示意图”不但要能“读”，而且还要会“说”、会“画”、会“用”。通过示意图的学习，帮助学生掌握地理技能和学会用示意图分析地理原理。水循环的地理意义是本条“标准”要求的重点，而且“标准”对它的要求是“说明”，从程度上区别于对过程和环节的一般要求。水循环的地理意义首先是维持着地球上各水体之间的动态平衡，使淡水资源不断更新。其次，水循环促进了自然界的物质运动和能量交换，由此对生态、气候、地貌等都产生了深刻的影响。对水循环地理意义的学习应注意形成一
水循环的过程 1.教材分析 本节课是第三章《地球上的水》的第一节的内容，“水循环的过程”知识点是本节课的重点内容，通过图文和活动设置介绍了水循环发生的领域、水循环的类型、环节。 2.课标分析 普通高中地理课程标准要求：“运用示意图，说出水循环的过程和主要环节。”该“标准”旨在引导学生能认识自然界中水的循环运动，通过示意图的学习，帮助学生掌握地理技能和学会用示意图分析地理原理。 3.学情分析 高一级学生通过一段时间的学习，基本具备初步的地理知识，能理解自然界中水的存在形式。在实际生活中，对水循环已有初步的认识，如蒸发、降水等。经过指导，已经掌握了一些从地图中获取地理知识的能力，甚至能运用多幅地图和相关资料结合分析。但受知识水平和实际生活所限，学生的认识只有感性认识，对深层次的知识不能理解，从地图中只能读出显性知识，不能发现隐形知识，更不会进行原因分析。 4.教学目标 ①说出水循环的过程和主要环节。 ②通过学习水循环的过程来解决水资源的有关问题 ③帮助学生树立正确认识和利用水循环的自然规律的意识，实现人类与环境的和谐发展。 5.教学重难点 重点：水循环的形成过程 难点：人类对水循环的影响 6.教学方法 讲述法、讨论法、实验法等 7.教学过程
新课导入: 黄河之水天上来，奔流到海不复回。——李白·将进酒 你可知道，我们熟悉的黄河里的水从哪儿来，又到哪儿去？让我们一起去看看水是怎样循环的？ 新课推进: 探究水循环原因的模拟实验: 在透明的玻璃碗里装半碗水，用塑料薄膜蒙在腕上（注意密闭），将碗放在阳光下暴晒几分钟。 教师：黄河水到底从哪里来？怎么到海？到海是否回来？怎么回来？请同学们结合所学知识及生活实际，画出黄河水的行踪过程。哪位同学给我们说一下你图中水行踪的过程？ 学生：降雨到地表，在地表形成河流，注入黄河，流到大海，再经过蒸发到达陆地上空形成降水。 教师：这位同学说的非常好，他说水从陆地开始，又回到陆地上，这说明水在周而复始的进行着循环。接着，地球上的水为什么会进行循环？回到实验观察现象并思考塑料薄膜下面的水汽从何而来，水汽变成水珠为何又能滴到碗里。 [学生活动]学生以小组为单位讨论出水循环的内因和外因。 内因：水的“三态”变化，也就是随着温度的变化，水的三态可以相互转化。 外因：太阳辐射和地球重力作用。太阳辐射分布不均和海陆热力性质差异，造成空气的运动，为水汽转移创造了条件。地球重力作用促使水从高处向低处流动，从而实现水循环。 水到底是怎么循环的？有哪些环节呢？让我们跟着水滴去旅行吧！ PPT展示水循环的过程和主要环节的微课视频。 [总结]教师边画板图边讲解： 海洋上的水经过蒸发变成水汽，水汽上升到海洋上空，随着大气运动被输送到陆地上空，一部分水汽在适当条件下凝结形成降水。降落到地面的水，一部分沿地面流动，形成地表径流；一部分渗入地下，形成地下径流。二者经过江河汇集，最后回到海洋，形成海陆间大循环。 陆地表面的水体和植物通过蒸发和蒸腾变成水汽，水汽上升凝结形成降水，仍降回陆地表面，没有流入海洋，就形成陆地内循环。
《自然界里的水循环》 上大附中实验学校陈金香 一、教学目标： 1.认识云、雨、雾的形成。 2.能描述自然界里水循环的基本过程，了解水循环对自然界的意义。 3.增强学生节约用水、保护水资源的意识。 二、教学重难点： 【重点】：认识自然界里水循环的基本过程 【难点】：解释水循环中云、雨、雾的形成原因 三、教学材料： 支持材料：PPT课件、活动工作纸 活动器材：电热水壶、热水、清水、烧杯、表面皿 四、教学内容： 【教学流程】 【活动设计】 活动一：探究云、雨、雾的形成 活动目标： 1．通过模拟试验，分析云、雨、雾的形成，认识到蒸发、液化对自然界水循环的作用。 2．培养学生对知识综合分析运用的能力。
活动二：自然界里的水循环 活动目标： 1.通过填写、分析自然界里水循环图，进一步认识蒸发、液化对自然界水循环 的作用。 活动三：水循环的意义 活动目标： 1.通过生活中的实例讨论和分析，认识到水循环能维护生态平衡。
五、训练与评价 活动工作纸 自然界里的水循环 年级班第小组成员 活动一： 活动器材： 电热水壶、热水、清水、烧杯、表面皿 活动步骤： 1）在空烧杯中注入半杯热水，表面皿凹面向上盖住烧杯口； 2）用手指测测清水温度，再将少量清水倒入表面皿； 3）观察烧杯上半部分、表面皿下侧现象； 4）用手指感受表面皿上侧水温变化； 5）将观察结果记录在下面的“活动现象”中。 活动二： 小组讨论，并在适当位置填入下列词语： 海洋湖泊太阳云雨蒸发植物蒸腾水汽输送
地表 河流 下渗 地下河流 （注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注！）
河南能信热电有限公司2×210MW机组阻垢缓蚀剂 动 态 实 验 郑州朗盛水处理技术有限公司 郑州大学 2008.11.06
试验内容 1.试验用水分析 2. 配方筛选实验 3. 动态模拟试验 4.材质缓蚀试验 5. 循环水日常监控 6.公司简介及业绩
前言 随着我国工业的发展，淡水耗量急速增加，我国面临严重的水源紧缺状况。据报道我国人均拥有水量为2400吨，而北方地区的人均拥有水量为240吨。在城市用水中，工业用水约占总用水量的60～80％，而工业冷却水用量占整个工业用水量的70～80％。然而，有关资料显示我国的工业用水重复利用率平均为40～50％。我国城市工业万元产值耗水量达340立方米，是发达国家的10～20倍，耗水量高，重复利用率低，是我国工业系统水资源利用的突出问题。采用清洁生产工艺，发展新型的节水技术，是缓解淡水不足的一个重大举措。因此，节约工业冷却水，使有限的水源得到最大限度的利用，是工业领域节水工作的重中之重。采用循环冷却水技术是工业领域节水的主要方法，我国工业循环冷却水处理化学品及相关应用技术近期取得了可喜的成绩. 浓缩倍数是判定系统状态的一个重要技术指标。提高循环冷却水的浓缩倍数可以大量减少补充水量和排污水量，节水效果十分显著，具有明显的经济效益和社会效益。据计算，采用循环冷却水处理技术后，当浓缩倍数达到2.0倍时与直流水相比，可节约淡水95％以上，如果将浓缩倍数从2.0倍提高至3.0倍时，在此基础上又可节约淡水25-30％左右。因此实现高浓缩倍数运行是循环冷却水处理的发展方向。近年来，美国、日本等水处理技术发达的国家在冷却水处理化学
模拟课堂讲稿 【自我介绍】尊敬的各位评委、老师，大家早上好。我是×号选手××。我这节课的课题是：水循环的过程。以下是我们这节课的教学目标。 【播放、板书】教学目标、教学重点、教学难点；“水循环的过程”。 【课堂导入】同学们，我们上节课学习了“相互联系的水体”，知道了地球上的各种水体之间具有水源相互补给的关系，也知道了我们梅州的母亲河---梅江，其河水的来源主要是大气降水补给，也就是说梅江之水天上来，那梅江之水最终又会流到哪里去呢？ 【学生回答]】海洋 【教师】嗯！我们梅江的河水来源大部分源于海洋，最终又回到海洋，那它是通过什么方式来实现的呢？通过本节课的学习，同学们就会找到答案。请同学们打开书本55页，我们一起来学习“水循环的过程” 在学习“水循环的过程”之前，我们先来了解“水循环”的概念，请同学们阅读55页的内容，找出水循环的概念来。 【板书】水循环的过程 【板书】1、概念 【学生回答】水循环是指自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈四大圈层中通过各个环节连续运动的过程。 【教师讲解】我们在前面第一章第四节地球的圈层结构中学
习了地球的外部圈层，包括水圈、大气圈、岩石圈、生物圈，水循环就是指自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈四大圈层中通过各个环节连续运动的过程。 【教师问】既然水循环是通过各个环节连续运动的过程，请同学们找一找：水循环主要有哪些环节构成？ 【板书】2、环节（○1、○2、○3、○4、○5）。请学生回答问题 【回答、板书】蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗、径流 【讲解】好，这位同学回答得很正确。水循环的环节概括起来主要有五大环节，分别是蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗、径流。 【教师问】接着请同学们思考：水循环主要发生在哪些领域？ 【回答】海洋与陆地之间、海洋与海洋上空之间、陆地与陆地上空之间。 【教师】好，根据水循环发生领域，我们可把水循环分为三种类型。它们分别是？ 【板书、板图】“3、类型”；示意图基本框架。 【学生回答】海陆间循环、陆地内循环、海上内循环 【讲解、板图】非常好，同学们拿起笔和纸跟着老师一起画，海水吸收太阳辐射蒸发、凝结成云、有一部分水汽随气流输送到陆地上空、凝结成云之后降水、降落到地面的水，一部分水形成地表径流、一部分水下渗、形成地下径流、两者经江河汇聚，再流入海洋中。这个过程就是海陆间循环。海陆间循环是最重要的一种循环运动，它与人类联系最密切，它补给陆地水体的水量水最大的，海陆间循环又称
微专题：水循环原理(过程与意义)应用
微专题：水循环原理（过程与意义）应用 随着城市化的推进，城市水生态环境正发生着变化。下图为“城市某小区雨水开发应用排放模式”与“传统雨水排放模式”比较示意图。读图完成下列问题。 进入河流 生产生活利用窨井口 1．随着城市化的发展，对区域水循环造成的影响是（） A．蒸发量增加 B．地下径流量增加 C．降水量增加 D．雨季地表径流量增加2．图示小区雨水开发应用模式与传统排放模式相比，具有的优点包括（） ①减少土壤侵蚀②补充地下水③增加下渗量 ④解决城市洪灾⑤解决城市缺水问题 A．①② B．④⑤ C．③④ D．②③
某校地理兴趣小组设计了如下一个对比实验：①在两个底部装有纱窗的塑料槽A和B 上，分别放置面积相同、厚度相当的带土草坪和小石块；②分别在草坪和小石块上模拟雨点下落，轻轻地洒上500ml的水。据此完成下题。 3．五分钟后比较收集到的两个塑料盆中的水量 A、透过草坪的多 B、透过小石块的多 C、两者一样多 D、没法比较 4．这实验模拟的是 A、水土流失 B、植被的生态作用 C、温室效应 D、水循环的下渗环节5．2015年7、8月间，北京、南京等地连降暴雨引发积水，城市大范围被淹，和该实验有关的是 A、城市排放的热量过多带来的热岛效应 B、不合理的人类活动影响了地表水的下渗 C、人类破坏生态导致的极端气候 D、城市的绿化面积过多引起了排水不畅
D．流速减小 越来越多的国家和地区重视对雨水的拦蓄和利用，我国西北地区实施的“母亲水窖”工程，现已取得较好效果。据此回答下列问题。13．直接影响雨水的拦蓄和利用的水循环环节是（） A．蒸发 B．水汽输送 C．地表径流 D．降水 14．在我国西北地区实施“母亲水窖”工程，可缓解的水资源问题是（） A．时间分配不均 B．空间分布不均C．地区利用不平衡 D．产业利用不平衡 17．(18分)阅读材料,完成下列要求。 美国西部地区高原、山地、盆地、谷地地形类型多样。大盐湖是大盆地地区最大的咸水湖,大盐湖干燥的自然环境与著名的死海相似,湖水的化学特征与海水相同。一万多年前,它曾经是一个比现今面积大20多倍的淡水湖,主要接受冰川融水补给,现如今周边的冰川已消退。
水循环模拟装置 封浜小学甘盛杰 水循环模拟装置，主体是一个密封的长方体玻璃容器。所用的玻璃，厚度均为为4mm，玻璃的边角都用铝合金进行包边，整个装置长60cm、宽30cm、一边高为30cm,一边高为28cm。在玻璃的底部打一个直径8厘米的圆孔，下面连接一个电热水壶，水壶口大小比圆孔稍大，保证水蒸气能完全进入玻璃容器中。为了保证底部的牢固度，在下面加了一层铝合金底板。 在容器的上方，放置3块可拆卸的玻璃板，一块单独放，两块放一起，一块稍大玻璃长30cm，宽20，另外两块小玻璃长40cm,宽15cm，当中用铝合金片分开，可以保证三块玻璃的独立性。随后放在一个与水循环装置相同大小的铝合金架子上，架子长60cm，宽30cm，一边高35cm，一边高33cm，同时在四个角上加上了护边，大小为长1.5cm的正方形。 以下为整个装置组装以后的整体图形，如图所示，整个装置做成5度的倾斜，倾斜方向朝圆孔。 一开始的时候便对水进行加热（加热是为了加速蒸发），同时在顶部的一块小玻璃上放置一袋冰，一块不放冰块，为的是让2块玻璃温度不同。水蒸气在遇到不同的温度的时候，它凝结的量也会不同，在实验开始之时就让学生猜测结果。加热之后，玻璃容器中逐渐有水汽聚集，容器四周和顶部凝
结有不同程度的水珠。大约5分钟后，停止加热，把第三块玻璃拿走，放走水汽，并用毛巾擦拭放有摄像头的一边的玻璃（侧面这块玻璃可以做成活动的，观察时直接抽去，效果会更好）。可以清晰的看到放冰的一块玻璃凝结的水珠又密又大，不放冰的玻璃凝结的水珠密而小。为了验证实验的准确性，又进行了第二次验证实验，此次交换了冰块放置的位置，结果与第一次相同。让学生看着结果来联系实际，这种情况发生于自然环境中，会有什么结果。最后，我还是把学生目光拉回到整个模拟装置，让学生观察它的放置情况，为什么不是水平放置，而是向电水壶一头倾斜。这一步，是要更形象的让学生明白，水最终还是会流回电水壶，完成一个完整的水循环。到此，模拟实验所要证明的温度的差异是否会影响水循环的目标已经达成。
水循环实验教学设计 教学目的：水循环是地球上的水章节内容的重难点，本节课的课标要求是运用示意图，说出水循环的过程与主要环节，说明水循环的意义。 水循环的过程是指水在陆地、海洋、大气之间的转变；环节是指实现水的循环运动途径，主要包括降水、蒸发、径流、水汽输送等。根据课标要求，学生应能以示意图的形式，通过主要环节相互联系，说出水循环的过程。 水循环的地理意义是本条标准要求的重点。其地理意义首先是维持地球上各水体之间的动态平衡，使淡水资源不断更新。其次，水循环促进了自然界的物质运动和能量交换，由此对生态、气候、地貌产生深刻的影响。 教学过程：通过实验来让学生认识水循环的主要环节与部分过程，受实验器材限定，本教学设计只选取水循环中内陆水循环来做实验。 实验器材：水盆（透明色）、足够大的保鲜膜或者塑料纸，皮筋或绳子、小石头、装满沙子的小盆、装满湿润泥土的小盆，水。 实验环境：最好是选择夏季中午。如果没有这种环境，可以直接用热水替代。 实验步骤： 1、在水盆里倒入一些水，使盆里的水高度达到3cm左右。 2、在盆的两侧分别放好装沙土的小盆，并使小盆呈现一定的坡度。 3、将盆口用保鲜膜或塑料纸覆盖住并用皮筋固定好，在其上放一个小石头。 4、将整个盆放置在太阳照射的环境下，等待盆里的水被太阳晒到一定温度，过两个小 时后仔细观察。 5、观测结果：盆内的水蒸发并在保鲜膜上凝结，在小石头下水珠聚集，在重力作用下 向下坠落。在沙土覆盖的小盆内形成降水现象，同时可以看到下渗状况。 6、同时可以设计在泥土即假设土壤中的水分饱和的情况下，降水后形成地表径流的过 程。 7、引导学生观察并结合水循环的过程来思考此实验中的水循环有哪些环节并画出此 实验的水循环过程图配合文字讲解。 实验反思：此实验的过程比较细微，同时耗时过长，可以通过热水替换来加强实验的。