學生識講「上游侵蝕、下游沉積」,但一見數據就只懂加減。這一堂用一條公式把「流量」變成可算的數字,再用它解釋整條河的地貌變化。
本堂目標 學生能夠:① 用 Q = A × v 算流量並解釋支流滙入後的變化;② 用落差除以距離算坡度並比較上中下游;③ 把侵蝕、搬運、沉積地貌對應到流量與坡度的變化。
01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)
以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:
| 技能 |
快檢題 |
過關標準 |
| 面積計算 |
闊 8 m、深 5 m 的矩形截面面積 |
40 m² |
| 速率公式 |
距離 ÷ 時間等於什麼 |
平均速率 |
| 比例 |
1 : 25 000 地圖上 4 cm 代表實際多少 |
1 km |
02 課堂流程(60 分鐘)
| 時間 |
環節 |
導師做什麼 |
學生做什麼 |
| 0–8 分 |
河流系統 |
集水區、源頭、河口 |
畫出三段落 |
| 8–22 分 |
流量計算 |
Q = A × v,支流滙入 |
算出 60 m³ s⁻¹ |
| 22–34 分 |
坡度與蜿蜒度 |
落差 ÷ 距離,河道長 ÷ 谷長 |
坡度 15 m/km |
| 34–46 分 |
地貌對應 |
V 谷、瀑布、曲流、氾濫平原、三角洲 |
逐項配對位置 |
| 46–56 分 |
答題格式 |
數據 → 過程 → 地貌 |
改寫一段答案 |
| 56–60 分 |
離場檢查 |
三題收回即批 |
獨立完成 |
03 講解腳本(照著說就可以)
第一幕:流量:一條公式解釋整條河
流量 Q = 截面面積 × 平均流速。截面 40 m²、流速 1.5 m s⁻¹ → Q = 40 × 1.5 = 60 m³ s⁻¹。
下游支流滙入,若再加 15 m³ s⁻¹,Q 升至 75 m³ s⁻¹,即使流速不變,單靠「闊度與深度增加」已足以令流量上升。
水力半徑 = 截面 ÷ 濕周 = 40 ÷ 22 = 1.82 m,數值越大代表水流越有效率。
要學生計:同一截面但流速降到 0.9 m s⁻¹,流量變多少(36 m³ s⁻¹)。
第二幕:坡度:落差除以水平距離
落差 120 m、水平距離 8 km → 坡度 = 120 ÷ 8 = 15 m km⁻¹,即 0.015(約 1.5%)。
蜿蜒度 = 河道長 ÷ 谷長 = 12 ÷ 8 = 1.5,大於 1.5 即屬曲流發達。
上游坡度大 → 流速快 → 侵蝕力強,形成 V 谷與瀑布;下游坡度小 → 流速慢 → 沉積為主,形成氾濫平原。
提醒:坡度用「水平距離」,不是沿河道長度量;用錯會高估坡度。
第三幕:地貌配對:不要死記,看能量
侵蝕地貌(V 谷、峽谷、瀑布、壺穴)出現在坡度大、流量集中的上游;搬運以牽引與躍移為主。
沉積地貌(曲流凸岸、氾濫平原、天然堤、三角洲)出現在坡度小、流速慢的下游;曲流凹岸侵蝕、凸岸沉積,兩岸要分開答。
河口三角洲要三個條件:泥沙供應充足、流速驟降、海流與潮汐搬不走泥沙。
要學生講:為何曲流凹岸水深、凸岸水淺(凹岸流速快侵蝕,凸岸流速慢沉積)。
04 必教題型與步驟
| 題型 |
例子 |
步驟 |
答案 |
| 計算 |
流量 |
Q = A × v |
60 m³ s⁻¹ |
| 計算 |
坡度 |
落差 ÷ 水平距離 |
15 m/km |
| 計算 |
蜿蜒度 |
河道長 ÷ 谷長 |
1.5 |
| 解釋 |
地貌與位置配對 |
能量(坡度 + 流量)決定過程 |
上游侵蝕、下游沉積 |
合理性檢查(一定要教):坡度一定用水平距離,數值通常上游數十 m/km、下游低於 1 m/km;流量由上游到下游只會增加(除非流經乾燥區大量蒸發或抽取)。若算出下游流量比上游小,先檢查單位是否 m³ s⁻¹ 一致。
05 獨立練習三題
| 題目 |
答案 |
想觀察什麼 |
| 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、距離 8 km 的坡度 |
15 m/km |
水平距離,唔係河道長 |
| 河道 12 km、谷長 8 km 的蜿蜒度 |
1.5 |
大於 1.5 屬曲流 |
06 學生常見錯誤與糾正句
| 錯誤 |
學生通常這樣寫 |
導師這樣說 |
| 坡度用河道長度 |
用 12 km 計得 10.0 m/km |
「坡度用水平距離,唔係條河幾長。」 |
| 流量單位混用 |
答 60 m³/min |
「Q 嘅單位係每秒,時間要對。」 |
| 曲流兩岸掉轉 |
答「凸岸侵蝕」 |
「凹岸流速快先侵蝕,凸岸慢就沉積。」 |
| 下游流量當減少 |
答「下游蒸發所以流量細」 |
「支流滙入,正常下游流量一定大過上游。」 |
07 家課建議(直接指到練習卷題號)
08 離場檢查(最後 5 分鐘)
| 題目 |
答案 |
判定 |
| 截面 40 m²、流速 1.5 m s⁻¹ 的流量 |
60 m³ s⁻¹ |
三題全對=可進河流管理 |
| 落差 120 m、8 km 的坡度 |
15 m/km |
錯一題=下堂前重講單位 |
| 曲流哪一岸侵蝕 |
凹岸 |
錯兩題以上=回到第一幕 |
09 導師常問
流量與逕流量有何分別?
流量是某一截面的水體積速率,逕流量是整個集水區的產水量。
為何下游坡度小但流量大?
集水面積增加令水量增加,但地勢已平,能量主要用於搬運而非侵蝕。
三角洲一定在河口嗎?
多數是,但湖泊入口也可形成,條件同樣是流速驟降。
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