高三地理冻土问题

青藏铁路：路基冻土养护的三项措施青藏铁路穿越“多年冻土”地区必须克服的一个难题是：只有在夏季尽量保持该地区的多年冻土不高温，并确保路基稳固。众所周知，在严寒的冬天，冻土是坚硬的，但是当外界温度升高时，冻土会融化，削弱甚至软化路基的硬度，火车的沉重重量会使路基和铁轨严重变形。因此，如何保证冻土条件与夏冬相同，成为一个必须解决的难题。我国的科技工作者创造性地解决了这个难题，而三项关键措施只应用了简单的物理知识。一个是“热棒”:它们被称为不耗电的“冰箱”。在冻土地区，有一排碗口厚的金属条，看起来像路基两侧的护栏。这是“热酒吧”。它们的间距为2m，高出路面2m，低于路基5m。杆体是封闭的中空的，充满液氨，在外表面的顶部有翅片。我们知道酒精比水更容易变成气体，液氨比酒精更容易变成气体。液氨在“热棒”里无声地工作，使它成为一个“冰箱”,在夏天保持路基上的冻土。二是“抛石路基”，被称为天然“空调”。在冻土地区修建路基时，其土层路基中间填有一定厚度的碎石。碎石之间的空隙没有被填满，而是与外界空气相通。这种结构具有“空调”的功能，使得冻土层的温度基本不随外界气温变化，能够有效保持冻土的稳定性。第三种是“遮阳板路基”，也称为干桥：它被称为隔热“外套”。遮阳板路基是在路基边坡上遮挡阳光的一层板，可以有效降低太阳热对路基温度的影响。飞车手罗德的工作原理在可可西里地区，铁路和公路两侧都可以看到许多“铁棒”。相关技术人员表示，这实际上是一种高效导热装置，称为“热棒”。车站工作人员告诉记者，在青藏铁路运营期间，热棒是处理冻土病害和保护冻土的有效措施。据了解，热棒是一种由碳无缝钢管制成的高效导热装置，埋在地下5米，露出地面2米。它具有独特的单向传热性能：热量只能从地面的下端传递到地面的上端，而不能反向传递。冬天，热管内的工质由液态变为气态，带走了管内的热量；在温暖的季节，热棒停止工作。独特的冷却地温功能使热棒成为“魔棒”。热棒的结构大致是一个封闭的中空长棒，里面充满了一些液氨。液氨的沸点相对较低。冬天，土壤中的热量蒸发液体，并通过散热片将热量传递给空气。冷却后，液体液化回到下部，以防止冻土变软。在夏天，所有的液体都变成了气体，气体的对流非常小，并且向底部的热传递非常慢。中胜公司开发了中国自己的冻土处理技术低温热棒，成功地解决了困扰中国科学家和青藏铁路建设者40多年的重大技术问题。青藏铁路路基因夏季融沉和冬季冻胀而不稳定。该产品已得到中国科学院和青藏铁路专家组的充分肯定，并被指定为青藏铁路唯一的冻结处理技术储备。我公司是国家交通工程设施标准化技术委员会热棒工作组的承担者，组织起草国家热棒标准。公司制定的热棒标准荣获“中国标准创新贡献奖”。热棒的上部(放热段)有散热片，热棒的下部(吸热段)直接埋在冻土中。青藏铁路多年冻土层，环境温度长期低于热棒吸热段周围的多年冻土层温度，热棒中的液态物质吸收多年冻土中的热量并蒸发成蒸汽；蒸汽沿着热棒的中心通道向上流到热棒的上部，在遇到冷却器管壁后释放汽化潜热，冷凝成液体，在重力作用下沿着管壁流回吸热段，然后蒸发。这个循环不断地将自然大气中的冷量传递给地基冻土。由于热棒的单向传热特性，夏季大气中的热量不会通过热棒传递给冻土。通过热棒的单一冷却导向功能，冬季大量的冷能储存在地下冻土层中，避免了青藏高原的冻土在寒冷而短暂的夏季融化，形成“冻土层”，提高了冻土的强度。它能有效防止以冻土为路基的铁路和公路在运营过程中发生融沉。该技术可广泛应用于铁路、公路、桥梁、涵洞、隧道、输电塔等冻土地区的工程建设。如果冻结期短，融化期长，而热棒形成的冻结核在冬季到来之前没有完全融化，那么热棒的应用价值将会丧失，因此热棒的工程应用受到一定的限制。1.阅读图形材料并完成以下要求。多年冻土分为上层和下层，上层是夏季融化、冬季冻结的活动层，下层是多年冻土层。我国多年冻土主要分布在东北高纬度地区和青藏高原高海拔地区。东北高纬度地区多年冻土南边界年平均温度为-1 1，青藏高原多年冻土下边界年平均温度约为-3.5 2。由我国设计和建设的青藏铁路格木拉(萨)段已成功穿越约550公里的连续多年冻土区，是目前世界上最长的穿越高原、高寒和多年冻土区的铁路。冻土活动层反复冻融和冬季不完全冻结会危及铁路路基。青藏铁路建设者创造性地提出了“积极降温、冷却路基、保护冻土”的新理念，并采取了热棒技术等措施。图8a示出了青藏铁路格尔木-拉萨段的年平均温度分布，其中西达滩至安多为连续多年冻土分布区。图8b是青藏铁路路基两侧加热棒的照片及其散热原理示意图。热棒的上部是冷凝段，地下部分是蒸发段。当冷凝段的温度低于蒸发段的温度时，蒸发段中的液体物质蒸发并上升，在冷凝段中冷却至液态，返回到蒸发段，并重复循环。(1)分析青藏高原多年冻土年平均温度低于东北高纬度地区的原因。(2)图8a所示的地面a比五梁路基更不稳定，请说明原因。(8分)(3)根据热棒的工作原理，判断热棒散热的工作季节(冬季或夏季)，并简述判断依据；分析热棒倾斜的原因(图8b)。(8分)(1)青藏高原纬度低，海拔高，太阳辐射强；(3分)(东北高纬度地区年平均气温低于-1 1c，可形成多年冻土)。青藏高原的年温差很小。当年平均温度与-1 1c相同时，冬季温度高，冻结厚度薄，冻土不容易因完全融化而形成2.永久冻土广泛分布在下图所示的区域。永久冻土主要包括永久冻土和季节性冻土。季节性冻土日是指土层中的水被冻结的日子。阅读图片并回答以下问题。(1)。假设图中的天气系统正以120公里/天的速度向东移动，根据A，未来30小时的天气变化特征为()A.气压增加，气温降低B.降低气压和风力C.强风和高温D.大风和阴天(2)影响地图中季节性冻土等日线走向的主要因素有()A.纬度因素，地形因素b .陆地和海洋因素，纬度因素C.陆地和海洋因素，洋流因素(3)冻土对自然环境的形成和发展有独特的影响。以下陈述是正确的()A.图示区域的树木大多根深蒂固，又高又直。B.图示地区的气候主要是寒冷干燥的。C.图示地区的河流迂回曲折，容易形成不对称的山谷。图中所示区域的地表水容易渗漏，土壤中的矿物元素被严重浸出。分析：1 .看这幅图，我们可以看到A位于高压脊附近。45度纬线上经度1的距离约为77公里。天气系统以每天120公里的速度向东移动，并在30小时内移动约2公里。这时，高压脊已经过去了。a位于高压系统的西部边缘，有密集的等压线，所以风很大，气压下降，但温度上升。所以c是对的。a，b，d是错的。2.从地图上看，从经纬度来看，地图上显示的区域是我国东北地区，有季节性冻土等日变化趋势，西部为东北-西南走向，主要受大兴安岭影响，这是一个地形因素；东方是东西向的，主要受纬度的影响，所以A是对的。从纬度上看，它远离海洋，海流影响很小或没有影响，等值线趋势与海岸线延伸方向不一致，所以海陆位置和海流不是主要因素。b，c，d是错的。3.阅读资料，我们可以看到冻土区有冻土和季节性冻土。解冻植物在季节性冻土中可以生长，而植物的根在永久冻土中不能被束缚，所以不可能长得又高又直的深根，而A是错误的。图示区域纬度高，温度低，蒸发量小。在我国这是一个潮湿和半潮湿的地区。这不是干旱。b错了。由于冻土分布的影响，河道弯曲和河谷不对称。c对。下面有冻土层，地表水不易渗漏，矿物元素浸出少，D错了。1.C2，公元前3世纪3.冻土是指0以下含有冰的各种岩石和土壤。冻土是东北寒冷潮湿环境的综合反映，也影响着东北自然环境的形成和发展。(1)。根据图形信息，下列陈述是正确的()A.连续多年冻土带主要分布在小兴安岭北部b岛永久冻土大部分分布在阳光充足、森林茂密的山坡上。近年来，由于全球变暖，连续多年冻土的南界已经向南移动。D.连续多年冻土边界的明显向南隆起受到山区的影响。(2)冻土的存在对东北地区景观的形成和发展有很大影响。以下陈述是正确的()冻土的存在降低了气候的寒冷程度B.永久冻土有利于地表水的渗透，不容易造成沼泽。C.永久冻土抑制河流的向下侵蚀D.冻土层使地基更加稳定，有利于交通建设。分析：连续多年冻土边界受纬度因素以及地形等因素影响。它在大兴安岭地区向南弯曲，这是由山区地形和年平均气温低造成的。回答：d分析：冻土层的存在不利于河流的向下侵蚀。这是寒冷天气的表现。它不利于地表水的渗透，地表水的收集往往会陷入沼泽。冻土地基在施工过程中容易变软，特别是当(2)专家建议青藏铁路东西段路基两侧增加片状护坡层，南坡厚度大于北坡厚度。其目的是A.进一步降低路基温度B.保持路基两侧的温度一致C.降低南坡的风蚀强度D.提高北坡路基的散热效率碎石通风路基是控制传热过程的一项工程措施。观察片状通风路基的横断面，可知片状层由较大的砾石组成，砾石间孔隙较大，孔隙中充满空气。根据大气加热原理分析，夏季室外气温高于路基内部温度，形成温度梯度，室外热空气不易进入片状通风路基内部，阻止路基与外界的热交换，减少路基的热量积累，使路基在夏季保持较低的温度，冬季室外气温低于路基温度。路基外比重较大的冷空气下沉进入片状通风路基的孔隙，取代比重较小的热空气形成热对流，从而促进片状通风路基的热损失，保持冻土处于较低的温度。因此，选择了冬天。5.下图是美国阿拉斯加的草图。图中，连接油田的南北线是阿拉斯加输油管道，这是世界上第一条深入北极圈的输油管道。将近一半的石油管道是架空建造的，用泡沫塑料绝缘，具有相对完善的抗震措施，并且在平坦地区也以之字形铺设。阅读图片并回答以下问题。1.阿拉斯加输油管道在平坦地区呈之字形铺设的原因是A.为了避开沼泽和山谷等复杂地形b .增加管道与地面的接触面积，以降低管道附近单位面积的地面压力增加管道长度，减缓输油速度，防止管道爆裂。D.为管道可能的垂直和水平移动预留空间阿拉斯加幅员辽阔，加上其起伏的地形，导致了该州气候的多样化。南部海岸、东南部、阿拉斯加湾和阿留申群岛属于温带海洋性气候，夏季平均气温4 16，冬季平均气温4 7。内陆盆地属于亚温带，比沿海地区更干燥，温度稍低。夏季平均气温为7 24，冬季为-7 -23。白