高三地理凍土問題

1、高三地理熱點(diǎn)之青藏鐵路：三大措施保持路基凍土青藏鐵路要穿越“千年凍土”區(qū)，必須攻克的難題之一是：只有設(shè)法保持該區(qū)域的凍土不受夏季高溫影響，確保路基堅(jiān)固、穩(wěn)定大家都知道：嚴(yán)寒的冬季，凍土是堅(jiān)硬的，而外界氣溫升高時(shí)凍土?xí)刍?，使路基硬度減弱，甚至變軟，火車的重壓會(huì)使路基及鐵軌嚴(yán)重變形因此，如何確保凍土的狀態(tài)在夏季與冬季一樣，就成了必須解決的難題我國(guó)科技工作者創(chuàng)造性地解決了這一難題，并且，其中的三個(gè)關(guān)鍵措施都只運(yùn)用了簡(jiǎn)單的物理知識(shí)一是“熱棒”：被稱為不用電的“冰箱”在凍土區(qū)，路基兩旁插有一排碗口粗細(xì)、看上去像護(hù)欄的金屬棒，這就是“熱棒”它們的間隔為2m，高出路面2m，插入路基下5m棒體是封閉中空的，

2、里面灌有液態(tài)的氨，外表頂端有散熱片我們知道，酒精比水更容易變成氣體，而液態(tài)氨變成氣體比酒精還要容易正是液態(tài)氨在“熱棒”中默默無(wú)聞地工作，使它成了在夏季保持路基凍土的“冰箱”二是“拋石路基”，被稱為天然的“空調(diào)”在凍土區(qū)修筑路基時(shí)，其土層路基的中間，拋填了一定厚度的碎石塊，碎石之間的空隙不填實(shí)，并且與外界空氣相通這樣的結(jié)構(gòu)具有“空調(diào)”的功能，使得凍土層的溫度基本不隨外界氣溫變化，能有效地保持凍土的穩(wěn)定性三是“遮陽(yáng)板路基”，又稱旱橋：被稱為隔熱“外衣”遮陽(yáng)板路基，是在路基的邊坡上架設(shè)一層遮擋太陽(yáng)的板材，能有效地減弱太陽(yáng)熱對(duì)路基溫度的影響熱棒工作原理在可可西里地區(qū)，在鐵路和公路兩旁可以看到很多豎立的

3、“鐵棒”，有關(guān)技術(shù)人員說(shuō)，這其實(shí)是一種高效熱導(dǎo)裝置，叫做“熱棒”。車站工作人員告訴記者，熱棒是青藏鐵路在運(yùn)營(yíng)過程中處理凍土病害、保護(hù)凍土的有效措施。據(jù)了解，熱棒是一種由碳素?zé)o縫鋼管制成的高效熱導(dǎo)裝置，5米埋入地下，地面露出2米。具有獨(dú)特的單向傳熱性能：熱量只能從地面下端向地面上端傳輸，反向不能傳熱。在冬季，熱管內(nèi)工作介質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，帶走管內(nèi)熱量；在暖季，熱棒則停止工作。獨(dú)特的冷卻地溫的作用使熱棒堪稱“魔棒”。熱棒的結(jié)構(gòu)大致為一個(gè)密閉空心長(zhǎng)棒,內(nèi)裝有一些液氨,液氨沸點(diǎn)較低,在冬季土中熱量使該液體蒸發(fā),到頂部，通過散熱片將熱量傳導(dǎo)給空氣，冷卻后又液化回到下部，保持凍土冷凍狀態(tài)不松軟。在夏季，液

4、體全部變成氣體，氣體對(duì)流很小，熱量向底部傳導(dǎo)很慢。中圣研制開發(fā)了中國(guó)人自己的凍土治理技術(shù)低溫?zé)岚?，成功解決了40多年來(lái)一直困擾中國(guó)科學(xué)家和青藏鐵路建設(shè)者的重大技術(shù)難題青藏鐵路路基多年凍土層夏季融沉、冬季凍脹的不穩(wěn)定問題。該產(chǎn)品獲得了中國(guó)科學(xué)院和青藏鐵路專家組的充分肯定，被指定為青藏鐵路凍害處理的唯一技術(shù)儲(chǔ)備。我公司是全國(guó)交通工程設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)熱棒工作組承擔(dān)單位，組織起草熱棒國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。公司制定的熱棒標(biāo)準(zhǔn)獲得“中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”。熱棒上部（放熱段）裝有散熱片，熱棒的下部（吸熱段）直接埋入多年凍土中。針對(duì)青藏鐵路多年凍土區(qū)的凍土層，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間段，環(huán)境溫度低于熱棒吸熱段周圍凍土層溫度，熱棒

5、中的液體物質(zhì)吸收凍土中的熱量，蒸發(fā)成汽體；蒸汽沿?zé)岚糁行耐ǖ老蛏狭鲃?dòng)至熱棒上部，遇到較冷的管壁后，放出汽化潛熱，冷凝成液體，在重力作用下，沿管壁流回吸熱段再蒸發(fā)。如此循環(huán)往復(fù)，把自然界大氣中的冷量源源不斷地傳輸?shù)降鼗鶅鐾林?。由于熱棒單向傳熱的特點(diǎn)，夏天大氣中的熱量就不會(huì)通過熱棒傳到凍土中。通過熱棒的單向?qū)Ю渥饔?，冬天在地下凍土層中?chǔ)存大量冷量，在青藏高原涼爽而又短暫的夏季，使凍土不致融化，形成“永凍層”，提高了凍土的強(qiáng)度；可有效防止以凍土為路基的鐵路、公路在運(yùn)行時(shí)的融沉。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于凍土地帶的鐵路、公路、橋梁、涵洞、隧道、固變電鐵塔等工程建設(shè)。若該地凍結(jié)期短，融化期長(zhǎng)，熱棒形成的凍結(jié)核，

6、尚未在一個(gè)冬季來(lái)臨之前就全部融化，那么就失去了熱棒的應(yīng)用價(jià)值，因此熱棒的工程應(yīng)用是有一定限制的。1.閱讀圖文材料，完成下列要求。多年凍土分為上下兩層，上層為夏季融化，冬季凍結(jié)的活動(dòng)層，下層為多年凍結(jié)層。我國(guó)的多年凍土主要分布于東北高緯度地區(qū)和青藏高原高海拔地區(qū)。東北高緯地區(qū)多年凍土南界的年平均氣溫在11，青藏高原多年凍土下界的年平均氣溫約為3.52。由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、建設(shè)的青藏鐵路格（爾木）拉（薩）段成功穿越了約550千米的連續(xù)多年凍土區(qū)，是全球目前穿越高原、高寒及多年凍土地區(qū)的最長(zhǎng)鐵路。多年凍土的活動(dòng)層反復(fù)凍融及冬季不完全凍結(jié)，會(huì)危及鐵路路基。青藏鐵路建設(shè)者創(chuàng)造性地提出了“主動(dòng)降溫、冷卻路基、

7、保護(hù)凍土”的新思路，采用了熱棒新技術(shù)等措施。圖8a示意青藏鐵路格拉段及沿線年平均氣溫的分布，其中西大灘至安多為連續(xù)多年凍土分布區(qū)。圖8b為青藏鐵路路基兩側(cè)的熱棒照片及其散熱工作原理示意圖。熱棒地上部分為冷凝段，地下部分為蒸發(fā)段，當(dāng)冷凝段溫度低于蒸發(fā)段溫度時(shí)，蒸發(fā)段液態(tài)物質(zhì)汽化上升，在冷凝段冷卻成液態(tài)，回到蒸發(fā)段，循環(huán)反復(fù)。（1）分析青藏高原形成多年凍土的年平均氣溫比東北高緯度地區(qū)低的原因。（2）圖8a所示甲地比五道梁路基更不穩(wěn)定，請(qǐng)說(shuō)明原因。（8分）（3）根據(jù)熱棒的工作原理，判斷熱棒散熱的工作季節(jié)（冬季或夏季），簡(jiǎn)述判斷依據(jù)；分析熱棒傾斜設(shè)置（圖8b）的原因。（8分）（1）青藏高原緯度低，海拔

8、高，太陽(yáng)輻射強(qiáng)；（3分）（東北高緯度地區(qū)年平均氣溫低于-11C，可以形成多年凍土），青藏高原年溫差小，當(dāng)年平均氣溫同為-11C時(shí)，冬季氣溫高，冰凍厚度薄，夏季全部融化，不易形成多年凍土。（5分）（2）甲地年平均氣溫更接近0C，受氣溫變化的影響，活動(dòng)層更頻繁的凍融，（凍結(jié)時(shí)體積膨脹，融化時(shí)體積收縮，）危害路基。（4分）甲地年平均氣溫高于五道梁，夏季活動(dòng)層厚度較大，冬季有時(shí)不能完全凍結(jié)，影響路基的穩(wěn)定性。（4分）（3）冬季。（2分）依據(jù)：冬季氣溫低于地溫，熱棒蒸發(fā)段吸收凍土的熱量，（將液態(tài)物質(zhì)汽化上升，與較冷的地上部分管壁接觸，凝結(jié)，釋放出潛熱）將凍土層中的熱量傳送至地上（大氣）。（3分）熱棒傾斜

9、的原因：使棒體能深入鐵軌正下方，保護(hù)鐵軌下的路基（多年凍土）。（3分）2.下圖所示地區(qū)凍土廣布，凍土主要有多年凍土和季節(jié)性凍土, 季節(jié)性凍土日數(shù)是指土層中的水被凍結(jié)的天數(shù)。讀圖回答下列各題。（1）.假設(shè)圖中的天氣系統(tǒng)以120千米/日的速度向東移動(dòng),符合甲地在未來(lái)30小時(shí)內(nèi)天氣變化特點(diǎn)的是（ ）A.氣壓升高，氣溫下降B.氣壓降低，風(fēng)力減弱C.風(fēng)力增強(qiáng)，氣溫上升D. 風(fēng)力增強(qiáng)，天氣轉(zhuǎn)陰（2）影響圖中季節(jié)性凍土等日數(shù)線走向的主要因素是（ ）A.緯度因素、地形因素B.海陸因素、緯度因素C.海陸因素、洋流因素D.洋流因素、地形因素（3）凍土對(duì)自然環(huán)境的形成和發(fā)展具有獨(dú)特的影響,下列敘述正確的是（）A圖示

10、地區(qū)樹木多扎根較深且高大挺拔B. 圖示地區(qū)氣候主要具有冷干特點(diǎn)C. 圖示地區(qū)河流迂回曲折,易形成不對(duì)稱河谷D. 圖示地區(qū)地表水易下滲,土壤中的礦物質(zhì)元素淋失嚴(yán)重解析：1.讀圖可以看到，甲位于高壓脊附近，45緯線上經(jīng)度1的距離約是77千米，天氣系統(tǒng)以每日120千米/日的速度向東移動(dòng)，30小時(shí)內(nèi)移動(dòng)約2，此時(shí)高壓脊已經(jīng)過去，甲處位于高壓系統(tǒng)西部邊緣，等壓線密集，所以風(fēng)力強(qiáng)，氣壓下降，但氣溫上升。所以C對(duì)。A、B、D錯(cuò)。2.讀圖，根據(jù)經(jīng)緯度判斷，圖示區(qū)域是我國(guó)東北地區(qū)，季節(jié)性凍土等 日數(shù)線的走向，西部呈東北-西南走向，主要是受大興安嶺的影響，是地形因素；東部呈東西走向，主要是受緯度因素影響，所以A對(duì)

11、。根據(jù)緯度判斷，這里距海較遠(yuǎn)，洋流影響不到或是影響很小，等值線走向與海岸線延伸方向并不一致，所以海陸位置、洋流不是主要因素。B、C、D錯(cuò)。3.讀材料可知，凍土區(qū)有永久凍土和季節(jié)性凍土，季節(jié)性凍土融化植物可以生長(zhǎng)，永久凍土植物根系扎不下去，所以不可能扎根較深，高大挺拔，A 錯(cuò)。圖示區(qū)緯度較高，氣溫低，蒸發(fā)少，是我國(guó)的濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)區(qū)，并不干旱，B錯(cuò)。由于凍土分布影響，河流河道彎曲，河谷不對(duì)稱，C對(duì)。下面有永久凍土層存在，地表水不易下滲，礦物元素淋失較少，D錯(cuò)。 1.C2.A3.C3.凍土是指0以下，并含有冰的各種巖石和土壤。凍土是東北地區(qū)冷濕環(huán)境的綜合反映，同時(shí)也影響其自然環(huán)境的形成和發(fā)展。（1）

12、根據(jù)圖示信息，下列說(shuō)法正確的是() A連續(xù)多年凍土帶主要分布在小興安嶺北部B島狀多年凍土多分布在森林茂盛的陽(yáng)坡C近些年來(lái)，由于全球氣候變暖，連續(xù)多年凍土的南界南移D連續(xù)多年凍土界線明顯向南凸出是受山地的影響（2）凍土的存在，對(duì)東北地區(qū)景觀的形成和發(fā)展有重大影響。下列說(shuō)法正確的是()A凍土的存在，減輕了氣候的寒冷程度B凍土層利于地表水的下滲，不易引起沼澤化C凍土層抑制河流的向下侵蝕D凍土層使地基更加穩(wěn)固，有利于交通建設(shè)解析：連續(xù)多年凍土界線受緯度因素同時(shí)也受地形等因素影響，在大興安嶺山區(qū)向南彎曲，是山地地形，年均氣溫低造成的。答案：D解析：凍土層的存在，結(jié)冰的巖層不利河流的向下侵蝕；是氣候寒冷的

13、表現(xiàn)；不利于地表水下滲，地表集水易造成沼澤化；凍土地基在建設(shè)時(shí)易發(fā)生軟化，對(duì)交通建設(shè)不利。答案：C4.青藏鐵路格爾木至拉薩段通過多年凍土區(qū)約552 km，對(duì)多年凍土區(qū)路基的防護(hù)成為青藏鐵路建設(shè)施工的重點(diǎn)，片石通風(fēng)路基是凍土區(qū)常用的路基防護(hù)措施。圖4示意青藏鐵路片石通風(fēng)路基橫斷面。據(jù)此完成兩題。（1）片石通風(fēng)路基散熱效果最顯著的季節(jié)是A春季 B夏季 C秋季 D冬季（2）專家建議青藏鐵路東西走向路段路基兩側(cè)增加片石護(hù)坡層，且南坡厚度要大于北坡，其目的是A進(jìn)一步降低路基的溫度 B保持路基兩側(cè)降溫一致C降低南坡風(fēng)力侵蝕強(qiáng)度 D增加北坡路基散熱效率片石通風(fēng)路基是一種控制熱量傳輸過程的工程措施。觀察片石通

14、風(fēng)路基橫斷面獲知，片石層由較大的礫石組成，礫石之間有較大孔隙，孔隙充滿空氣，根據(jù)大氣受熱原理分析，夏季，外界氣溫高于路基內(nèi)部溫度，形成溫度梯度，外界熱空氣不易進(jìn)入片石通風(fēng)路基內(nèi)部，阻止了路基與外界的熱交換，減少了路基的熱量積累，使路基在夏季也能保持較低溫度，冬季，外界氣溫低于路基溫度，路基外比重較大的冷空氣下沉，進(jìn)入片石通風(fēng)路基的孔隙中，置換比重較小的熱空氣，形成熱對(duì)流，從而促使片石通風(fēng)路基的熱散失，使凍土保持較低溫度，因此，選冬季。5.下圖為美國(guó)阿拉斯加地區(qū)簡(jiǎn)圖。圖中南北方向連接油田的線是阿拉斯加輸油管道，這是世界上第一條深入北極圈的輸油管道。有近一半的輸油管道架空修建并采用泡沫塑料保溫，有比較完善的抗地震措施，在平坦地帶也采用“之”字形鋪設(shè)。讀圖回答下列問題。1.阿拉斯加輸油管道在平坦地帶采用“之”字形鋪設(shè)的原因是A為了避開沼澤和溝谷等地形復(fù)雜之處B增加管道與地面的接觸面積，減輕管線附近單位面積地面的承受壓力C增加管線長(zhǎng)度，減緩輸油速度，防止管道爆裂D為管道可能發(fā)生的縱向移動(dòng)和橫向移動(dòng)預(yù)留空間阿拉斯加地域?qū)拸V，加之地勢(shì)起伏很大，導(dǎo)致州內(nèi)氣候多樣化。南部沿海、東南部、 阿拉斯加灣島嶼和阿留申群島屬于溫帶海洋氣候，夏季平均氣溫416，冬季4-7，。內(nèi)陸盆地屬亞溫帶，比沿海干燥，也稍冷，夏天平均氣溫724，冬天-7-