6月17日,江西进入主汛期第77天。受强降雨影响,莲花县江水水位不断上涨,莲花水文站水位创有记录以来历史新高,水情形势异常严峻。暴雨如注,城市内涝十分严重。借此为背景,课题组将城市内涝带入课堂,通过实验探究城市内涝形成的主要因素。
一、实验教学目标
1、通过对实验现象的观察、数据处理及分析,探讨降水量、城市排水设施及下垫面状况对城市内涝的影响;
2、通过实验探究,能为缓解城市内涝的提出有效解决措施;
3、通过模拟现实生活中硬化的城市地面进行“城市内涝”成因实验探究,培养学生地理实践力,提高对生活中地理现象的关注度、激发对地理的学习兴趣。
二、实验原理
水循环原理应用
在城市建设用沥青或混凝土等不透水材料覆盖城市的地表,导致城市中大面积的土地表面被硬化,被硬化了的城市地表改变了水循环中下渗、地表径流和地下径流等环节,影响了土壤的蓄水功能,进而导致路面积水产生城市内涝。
三、实验设计方案
(一)实验器材
泡沫盒(城市硬化道路模型)
花泥(模拟渗水砖)
洒水壶、水(模拟降水)
塑料水管、6MM软管、12MM软管(模拟不同管径的排水通道)
烧杯(测量排水量)
计时器(测量排水时间)
(二)实验过程
1、在硬化的道路上安装6mm排水管,用洒水壶缓慢洒水400ml(演示小雨),观察路面积水情况并判断是否产生内涝现象;
2、不改变其它因素情况下加大洒水量(演示暴雨)1000ml,观察路面是否积水产生内涝、排水时间并记录时间;
3、将6mm排水管换成12mm,观察暴雨时路面积水情况及排水时间并记录时间;
4、在铺设渗水砖路面上演示暴雨,观察路面积水情况及排水量并记录。
实验数据
学生做实验并撰写实验报告
结论:
1、城市道路硬化后,城市内涝的产生与降水强度和城市排水设施有关,即短时间内强降水产生较大地表径流,且排水不畅则易引发城市内涝现象。
2、排水管越大(多),单位时间内排水越多,当排水速度大于降水速度,城市内涝则不明显。
3、铺设渗水砖后,下渗量增多,地表径流较少,地表不积水无内涝。
城市内涝的成因
自然原因:短时间内强降水;地形低平,排水不畅
人为原因:地面硬化严重,难以下渗;城市排水设施建设不合理;
缓解城市内涝措施:
1、完善排水系统,提高排水速率;
2、铺渗水砖(增加绿化面积),增加下渗量,建设海绵城市。
五、效果评价及存在的不足
效果评价:
1、将身边的生活现象带入课堂,化抽象为具体,直观感受不同降水强度、不同排水设施、不同地表性质对城市内涝的影响,实验现象较显著,效果较好。
2、提升了学生的分析、归纳、逻辑思维能力。引导学生观察实验现象,分析实验结果,自主做出合理解释,得出实验结论,并利用实验结论分析城市内涝的原因和解决措施。让学生在实验中主动获取知识、提升能力。
不足:
1、两次模拟降暴雨时,因不可抗拒人为因素,无法演示完全一样的降水速率。
2、该实验仅仅模拟降水强度、排水差异、单一地形和渗水砖对内涝产生的影响,无法模拟绿地、河湖湿地、复杂地形等其他人为因素对城市内涝产生的影响。
此次实验探究在萍乡市7月3日举行的萍乡市中小学教学实验说课活动中荣获一等奖。
编辑:郭湘
审核:黄子涵 王泉军