学术情境试题135：汾川河流域极端降水

(2018全国文综Ⅱ卷，10)地处黄土高原的汾川河流域多年来植被覆盖率大幅度提高。2013年7月，汾川河流域降水异常增多，表1为当月6次降水过程的时长、降水量和汾川河洪峰情况。第5次降水形成的洪水含沙量低，第6次降水形成的洪水含沙量极高。据此完成9~11题。

9. 汾川河流域植被覆盖率大幅度提高能够

A. 减小降水变率

B. 减少河水含沙量

C. 增加降水量

D. 加大河流径流量

10. 第5次降水产生洪峰原因是此次降水

①历时长  ②强度大

③下渗少  ④植被截流少

A. ①②    B. ②③

C. ③④    D. ①④

11. 第6次降水产生的洪水含沙量极高，其泥沙主要源于

A. 河床

B. 沟谷

C. 裸露坡面

D. 植被覆盖坡面

【解题思路】——摘自天利38套

第9题主要考查植被的生态效益。植被覆盖率增加可以涵养水源，保持水土，减少进入河流的泥沙量，降低河流含沙量，故答案选B. 减少河水含沙量。植被覆盖率提高对大气降水与降水变率影响并不大，A、C错误。由于下渗增加，地表径流减少，河流径流量会有所减少，D错误。

第10题主要考查河流流量的影响因素。由材料可知第5次降水历时不是最长的，所以不是产生洪峰的原因。而其降水强度在几次降水过程中最大，利于形成洪峰。但是在第5次降水之前植被覆盖地区已经截流了大量降水，土壤和植被覆盖层含水量已较大，所以难以下渗，但植被的截流能力并未改变，所以在第5次降水时形成洪峰。故答案选B②强度大  ③下渗少。

第11题主要考查河流含沙量的影响因素。由题意可知，第5次降水已经形成洪峰，但是洪峰流量较小，且含沙量极高，是由于连续的降水破坏了植被覆盖坡面，此前植被截留和下渗的水分也和此次降水汇集，形成高峰径流，所以洪峰含沙量较大，故答案选D. 植被覆盖坡面。河床和沟谷中自身形成的泥沙量有限，裸露坡面一直遭到侵蚀，都不是此次洪水中泥沙的主要来源，故A、B、C错误。

二、试题设计分析

【背景素材出处】

徐建华, 李晓宇, 高亚军. 从2013年7月汾川河洪水看植被的减水减沙效应[J]. 人民黄河, 2016, 38(5):85-87.

【图表设计分析】

该组试题中的表格是选取了论文中的表1的部分内容，如下图所示：

可以看出，命题者将论文中表1的“起止日期”改为“降水历时(天)”，去掉表1中“暴雨中心”的数据，从而绘制成试题的表格。因此，可以认为是直接选择论文中的表格作为试题的背景材料。

【试题设问分析】

9.汾川河流域植被覆盖率大幅度提高能够

第9题的设问实质是考查植被与水文的关系。尽管设问的具体地点是汾川河流域，但可以为植被涵养水源、保持水土的一般规律。换言之，该试题是考查一般规律。并且，该试题与2016年全国文综Ⅲ卷第7-8题的设问有相同之处。

(2016全国文综Ⅲ卷，7-8)下图所示山地为甲、乙两条河流的分水岭，由透水和不透水岩层相间构成。在生态文明建设过程中，该山地被破坏的森林植被得以恢复，随之河流径流量发生了变化，河流径流的年内波动也减缓了。据此完成7-8题。

7.森林植被遭破坏后，河流径流量年内波动强烈，是由于

A.降水更多转化为地下水

B.降水更多转化为坡面径流

C.降水变率增大

D.河道淤积

8.森林植被恢复后，该山地的

①降水量增加

②坡面径流增加

③蒸发(腾)量增加

④地下径流增加

A.①②    B.②③

C.③④    D.①④

【教育部考试中心的分析】

森林植被不仅包括乔木，而且还包括林下灌木、草本植物、苔藓地衣等多个层片。

森林植被遭到破坏后，降水直接降落到土壤表层，雨滴溅落速度快，降水大多转化为坡面径流。

森林植被恢复后，降落雨滴通过森林中多个层片，缓慢地补给土壤(土壤存在着大量孔隙，并与岩石孔隙相连，水可以在土壤和岩石孔隙中自由流动。当土壤接受降水补给时，土壤表层孔隙充水，水分不断下移，通过不同土壤发生层和岩石，转化为坡面径流。)，降水可慢慢转化为地下径流。

大气降水可以通过地表坡面径流和地下径流两种途径补给河流。

因此，森林植被遭破坏后，河流径流量年内波动强烈，第7题以此设问，正确答案为B。坡面径流为主要补给途径时，水土流失加重，河道淤积。但河道淤积不影响径流量。

第8题承上启下，强调森林植被恢复后山地的水平衡的变化，在肯定地下径流增加时，蒸发(腾)量增加(植物体内水分经过体表向大气蒸发散失的过程叫做蒸腾作用。)成为影响水平衡的又一因子。正确答案为C。

两组不同年份的高考试题都提到植被变化与流域降水量、降水变率的关系。这实际上是尺度的问题。

差异性的度量和解释受到尺度和规模的影响。

地理学的尺度和规模原理十分考究地理变量的选择。

尺度和规模原理的基本要点是，不同尺度和规模的地理现象，它的作用机制和对它的解释具有显著的差别。

比如，小范围的下垫面的植被覆盖变化对大气环流几乎没有影响。但是对城市气候来谟也许就不可忽视。

——梁进社. 地理学的十四大原理[J]. 地理科学, 2009, 29(3):307-315.

因此，小尺度的植被变化，仅能影响近地面空气湿度，无法影响降水。

10. 第5次降水产生洪峰原因是此次降水

从第10题开始，试题的设问考查特定的时间点流域的洪峰形成的原因。试题难度较低。第5次降水的历时长短，可以据表格中的数据判断，强度大小也是据表格中的数据与其余5次的降水量比较，自然可得出结论。

植被截流及其变化分析：

大气降水到达林冠后，雨滴继续下落受到阻碍，而使大气降雨受到阻截损耗，这叫做林冠截流作用。

林冠截流的水，一部分附着在林木表面被蒸发到大气中，很少一部分是被叶子和树皮直接吸收，其余沿着树干流向地面。

一般来说，林冠可以截留15%~40%的降水。通常降水强度越小，降水量越小，则植被截流的降水的比例越大。

——王建 主编.现代自然地理学(第二版)[M].北京：高等教育出版社，2010.313-314

根据以上的分析，似乎可以认为，由于第5次降水强度大，则植被截流量较少，即更多的降水转化为地表径流。但是，从过程的角度来看，下渗量的变化更为关键。

关于下渗的变化，论文中的分析如下：

第5次降水发生在7月21-22日，根据上述分析，对试题设问中的“下渗少”的正确理解，应该为：由于该流域植被较好，植被覆盖度接近 90％，植被涵蓄能力强，前期降雨被土壤涵蓄或填洼而不产流。当下垫面蓄水饱和后再出现强降雨，地表径流很快汇聚形成大洪水并携带大量泥沙进入河道，造成严重洪灾。

而在另一篇论文中关于2013 年 7 月延安暴雨致灾成因的分析，也是相似的论证：

——杜莉丽, 李文高, 吴林荣. 2013年7月延安暴雨致灾成因与气象服务思考[J]. 安徽农业科学, 2014, 42(32):11437-11439.

11. 第6次降水产生的洪水含沙量极高，其泥沙主要源于

洪水造成河流含沙量增大，其泥沙不可以来自河床；再者，沟谷和裸露坡面一直受到降水的侵蚀，如果泥沙真的是来自那里，那么根据第6次降水的强度小于第5次降水，题干中就不会有“第5次降水形成的洪水含沙量低，第6次降水形成的洪水含沙量极高”的信息。因此，从考场解题的角度来看，可以充分利用试题所呈现的信息来进行推理，从而得出正确选项。

但是，该题的正确选项对考生来说，是一个冲突式的选项。为什么植被覆盖坡面会是洪水含沙量的泥沙来源呢，植被覆盖不是能保持水土吗？为什么反过来还提供沙源了呢？

其实，该题的设计，主要是源于论文中结论的第二点：

通过以上分析可知，连续降雨是造成第6次洪水含沙量极高的气候原因，而黄土地貌则是地貌因素，题干的第一句话就是说明该流域处于黄土高原，考生由此可以联想到黄土的特征。