学生识讲“上游侵蚀、下游沉积”,但一见数据就只懂加减。这一堂用一条公式把“流量”变成可算的数字,再用它解释整条河的地貌变化。
本堂目标 学生能够:① 用 Q = A × v 算流量并解释支流汇入后的变化;② 用落差除以距离算坡度并比较上中下游;③ 把侵蚀、搬运、沉积地貌对应到流量与坡度的变化。
01 先备知识(开课前 3 分钟快检)
以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:
| 技能 |
快检题 |
过关标准 |
| 面积计算 |
阔 8 m、深 5 m 的矩形截面面积 |
40 m² |
| 速率公式 |
距离 ÷ 时间等于什么 |
平均速率 |
| 比例 |
1 : 25 000 地图上 4 cm 代表实际多少 |
1 km |
02 课堂流程(60 分钟)
| 时间 |
环节 |
导师做什么 |
学生做什么 |
| 0–8 分 |
河流系统 |
集水区、源头、河口 |
画出三段落 |
| 8–22 分 |
流量计算 |
Q = A × v,支流汇入 |
算出 60 m³ s⁻¹ |
| 22–34 分 |
坡度与蜿蜒度 |
落差 ÷ 距离,河道长 ÷ 谷长 |
坡度 15 m/km |
| 34–46 分 |
地貌对应 |
V 谷、瀑布、曲流、泛滥平原、三角洲 |
逐项配对位置 |
| 46–56 分 |
答题格式 |
数据 → 过程 → 地貌 |
改写一段答案 |
| 56–60 分 |
离场检查 |
三题收回即批 |
独立完成 |
03 讲解脚本(照着说就可以)
第一幕:流量:一条公式解释整条河
流量 Q = 截面面积 × 平均流速。截面 40 m²、流速 1.5 m s⁻¹ → Q = 40 × 1.5 = 60 m³ s⁻¹。
下游支流汇入,若再加 15 m³ s⁻¹,Q 升至 75 m³ s⁻¹,即使流速不变,单靠“阔度与深度增加”已足以令流量上升。
水力半径 = 截面 ÷ 湿周 = 40 ÷ 22 = 1.82 m,数值越大代表水流越有效率。
要学生计:同一截面但流速降到 0.9 m s⁻¹,流量变多少(36 m³ s⁻¹)。
第二幕:坡度:落差除以水平距离
落差 120 m、水平距离 8 km → 坡度 = 120 ÷ 8 = 15 m km⁻¹,即 0.015(约 1.5%)。
蜿蜒度 = 河道长 ÷ 谷长 = 12 ÷ 8 = 1.5,大于 1.5 即属曲流发达。
上游坡度大 → 流速快 → 侵蚀力强,形成 V 谷与瀑布;下游坡度小 → 流速慢 → 沉积为主,形成泛滥平原。
提醒:坡度用“水平距离”,不是沿河道长度量;用错会高估坡度。
第三幕:地貌配对:不要死记,看能量
侵蚀地貌(V 谷、峡谷、瀑布、壶穴)出现在坡度大、流量集中的上游;搬运以牵引与跃移为主。
沉积地貌(曲流凸岸、泛滥平原、天然堤、三角洲)出现在坡度小、流速慢的下游;曲流凹岸侵蚀、凸岸沉积,两岸要分开答。
河口三角洲要三个条件:泥沙供应充足、流速骤降、海流与潮汐搬不走泥沙。
要学生讲:为何曲流凹岸水深、凸岸水浅(凹岸流速快侵蚀,凸岸流速慢沉积)。
04 必教题型与步骤
| 题型 |
例子 |
步骤 |
答案 |
| 计算 |
流量 |
Q = A × v |
60 m³ s⁻¹ |
| 计算 |
坡度 |
落差 ÷ 水平距离 |
15 m/km |
| 计算 |
蜿蜒度 |
河道长 ÷ 谷长 |
1.5 |
| 解释 |
地貌与位置配对 |
能量(坡度 + 流量)决定过程 |
上游侵蚀、下游沉积 |
合理性检查(一定要教):坡度一定用水平距离,数值通常上游数十 m/km、下游低于 1 m/km;流量由上游到下游只会增加(除非流经干燥区大量蒸发或抽取)。若算出下游流量比上游小,先检查单位是否 m³ s⁻¹ 一致。
05 独立练习三题
| 题目 |
答案 |
想观察什么 |
| 截面 40 m²、流速 1.5 m s⁻¹ 的流量 |
60 m³ s⁻¹ |
Q = A × v |
| 落差 120 m、距离 8 km 的坡度 |
15 m/km |
水平距离,不系河道长 |
| 河道 12 km、谷长 8 km 的蜿蜒度 |
1.5 |
大于 1.5 属曲流 |
06 学生常见错误与纠正句
| 错误 |
学生通常这样写 |
导师这样说 |
| 坡度用河道长度 |
用 12 km 计得 10.0 m/km |
“坡度用水平距离,不系条河几长。” |
| 流量单位混用 |
答 60 m³/min |
“Q 的单位系每秒,时间要对。” |
| 曲流两岸掉转 |
答“凸岸侵蚀” |
“凹岸流速快先侵蚀,凸岸慢就沉积。” |
| 下游流量当减少 |
答“下游蒸发所以流量细” |
“支流汇入,正常下游流量一定大过上游。” |
07 家课建议(直接指到练习卷题号)
08 离场检查(最后 5 分钟)
| 题目 |
答案 |
判定 |
| 截面 40 m²、流速 1.5 m s⁻¹ 的流量 |
60 m³ s⁻¹ |
三题全对=可进河流管理 |
| 落差 120 m、8 km 的坡度 |
15 m/km |
错一题=下堂前重讲单位 |
| 曲流哪一岸侵蚀 |
凹岸 |
错两题以上=回到第一幕 |
09 导师常问
流量与径流量有何分别?
流量是某一截面的水体积速率,径流量是整个集水区的产水量。
为何下游坡度小但流量大?
集水面积增加令水量增加,但地势已平,能量主要用于搬运而非侵蚀。
三角洲一定在河口吗?
多数是,但湖泊入口也可形成,条件同样是流速骤降。
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