高考地理冻土与热棒专题

青藏铁路：三大措施保持路基冻土青藏铁路穿越“千年冻土”区，需要克服的难题之一是使该地区冻土不受夏天高温的影响，确保路基的坚固、稳定。 寒冷的冬天，冻土很硬，外部气温越高，冻土就融化，路基硬度越弱，越软，火车的重压使路基和线路严重变形。 因此，确保冻土的状态和夏天和冬天一样，成为了必须解决的难题。 我国科学技术人员创造性地解决这个难题，并且其中三项重要措施只使用简单的物理知识一个叫做“热酒吧”:不用电的“冰箱”。 在冻土区，路基的两侧餐具的嘴的粗细成一列，插入了看起来像护栏的金属棒。 这是“热酒吧”。 这些间隔为2m，超过路面2m，插入路基下5m。 棒体是封闭的中空，里面装有液状的氨，外面的前端有散热板。 我们知道，酒精比水容易变成气体，而液态氨比酒精更容易变成气体二是“放石路基”，被称为天然的“空调”。 在冻土区建设路基时，在其土层路基中间埋有一定厚度的碎石块，碎石间的间隙不被填埋，与外界空气相通。 由于这种结构具有“空调”的功能，冻土层的温度几乎不变化，可以有效地保持冻土的稳定性。第三个是“遮阳路基”，也称为陆桥：隔热“大衣”。 遮阳路基可以在路基的边坡上架设遮挡太阳的板材，有效地减弱太阳热对路基温度的影响热棒的工作原理在可可西里地区，站在铁路和道路两侧的“铁棒”很多，据技术人员说，这实际上是被称为“热棒”的高效的热传导装置。 车站工作人员告诉记者，热棒是青藏铁路运营过程中处理冻土病害和保护冻土的有效措施。热棒是碳无缝钢管制的高效热传导装置，地下埋有5米，地面露出2米。 具有独特的单向传热性能：热量仅从地面下端传递到地面上端。 相反不能传热。 冬天，热管内的工作介质从液体变成气体，在夺走管内热量的温暖季节，热棒会停止工作。 独特的冷却地温的作用，把热棒称为“魔棒”。热棒的结构几乎是密闭中空的长棒，装有液氨，液氨沸点低，在冬天的土壤中热量使这种液体蒸发，通过散热板传导热量到顶部，冷却后液化返回下部，不软化冻土的冷冻状态。 夏天液体都变成气体，气体对流小，热量传递到底部很慢。中圣开发了中国人自己的冻土管理技术低温热棒，解决了困扰中国科学家和青藏铁路建设者的重大技术课题青藏铁路路基多年冻土层夏天融合、冬天冻土不稳定的问题。 该产品得到中国科学院和青藏铁路专家的充分肯定，被指定为青藏铁路冻害处理的唯一技术储备。 我公司是全国交通工程设施标准化技术委员会热棒工作组负责公司，组织起草热棒国家标准的组织。 公司制定的热棒标准获得“中国标准创新贡献奖”。热棒的上部(散热部)安装有散热片，热棒的下部(吸热部)直接埋入多年冻土。 对于青藏铁路多年冻土区的冻土层，在相当长的时间段，环境温度比热棒吸热部周围的冻土层温度低，热棒中的液体物质吸收冻土中的热，蒸发到蒸汽中的蒸汽沿着热棒中心通路流动到热棒上部，碰到冷的管壁后，放出气化潜热，凝结成为液体，成为重力的作用如此循环往复，将自然界大气中的冷热量陆续传递给地基冻土。 是热棒的单方面传热的特征，夏天大气中的热不会通过热棒传递到冻土。热棒的单导向冷作用，冬天在地下冻土层积蓄了大量的冷量，使青藏高原凉爽短暂的夏天冻土不溶化，形成“永久冻土层”，提高了冻土的强度，能有效地防止以冻土为路基的铁路和道路运行时的沉积。 该技术广泛应用于冻土带铁路、道路、桥、涵洞、隧道、固变铁塔等工程建设。 该地冻结期短，融化期长，热棒形成的冻结核，如果在冬天到来前都没有融化，热棒的应用价值就会丧失，因此，热棒的工程应用有一定的限制。1 .阅读文字资料，完成以下要求。多年冻土分为上下两层，上层为夏天融化，冬天结冰的活动层，下层为多年结冰的层。 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。 东北高纬地区多年冻土南界的年平均气温为-11，青藏高原多年冻土下界的年平均气温约为-3.5-2。我国独自设计建设的青藏铁路格(乌鲁木拉)段成功穿过约550公里的连续多年冻土区，是世界上目前穿过高原、高寒、多年冻土地区的最长铁路。 多年冻土的活动层反复冻融和冬天不完全冻结，威胁铁路路基。 青藏铁路建设者创造性地提出了“自主降温、冷却路基、保护冻土”的新构想，并采用了热棒新技术等措施。 图8a示意性地显示了青藏铁路格拉区间和沿线年平均气温的分布，其中西大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的热棒照片及其散热工作原理的示意图。 热棒的地上部是凝结段，地下部是蒸发段，凝结段的温度比蒸发段的温度低的话，在蒸发段液状物质气化上升，在凝结段被冷却成液状，返回蒸发段反复循环。(1)分析青藏高原多年冻土形成的年平均气温低于东北高纬度地区的原因。(2)图8a所示的甲地比五道梁路基不稳定，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)，分析简要叙述判断依据的热棒的倾斜设置(图8b )的原因。 (8分)(1)青藏高原纬度低，海拔高，太阳辐射强(3点)(东北高纬度地区年平均气温低于-11C，能形成多年冻土)，青藏高原年温差小，当年平均气温为-11C时，冬季气温高，冻土厚度薄，夏季全部融化，形成多年冻土(5分)(2)甲地年平均气温接近0C，受气温变化的影响，活动层频繁冻结(冻结时的体积膨胀、融化时的体积收缩)对路基造成危害。 (4点)甲地年平均气温高于五道梁，夏天活动层厚度大，冬天有时不能完全冻结，影响路基的稳定性。 (4分)(3)冬天。 (2点)根据：冬天的气温低于地温，热棒蒸发部吸收冻土的热，(使液体物质气化上升，接触冰冷的地面上部的管壁，凝结，放出潜热)将冻土层的热传递给地面(大气)。 (3分)热棒倾斜的原因：将棒体深深地刺入线路正下方，保护线路下的路基(多年冻土)。 (3分)2下图所示地区冻土为广阔的布，冻土主要有多年冻土和季节冻土，季节冻土天数指的是土层水冻的天数。 阅读图回答以下各问题。(1) .假设图中的气象系统以120公里/日的速度向东移动，甲地在今后30小时内符合气象变化特征的是()a .气压变高，气温变低b .气压变低，风力变弱c .风力增强，气温上升d .风力增强，天气多云(2)影响图中季节冻土等日数线方向的因素是()a .纬度要素、地形要素b .海陆要素、纬度要素c .海陆要素、海流要素d .海流要素、地形要素(3)冻土对自然环境的形成和发展有着独特的影响，以下描述正确()a .图示地区的树木往往又深又高又直b .图示地区的气候主要有寒冷的特征c .图示地区的河流弯曲，容易形成非对称溪谷d .图示地区地表水容易渗透，土壤中的矿物质很湿解析：1.读图显示，甲位于高压脊附近，45纬线上经度1的距离约为77公里，气象系统以每天120公里/日的速度向东移动，30小时内约移动了2。 此时高压脊已经过去，甲位于高压系统西部边缘，由于高压线密集，风力强，气压下降，但气温上升。 所以c是正确的。 a、b、d错了。2 .看地图，根据纬度和经度的判断，图示区域是我国东北地区，季节冻土等日数线的方向，西部呈东北-西南方向，主要受大兴安岭的影响，地形因素东部走向东西，主要受纬度的影响，所以a是正确的。 根据纬度的判断，这里离海远，海流不影响或影响小，等值线与海岸线的延长方向不一致，所以海陆位置、海流不是主要因素。 b、c、d错了。3、据资料显示，冻土区有永久冻土和季节冻土，季节冻土融化植物生长，永久冻土植物根系不能扎根，扎根深，耸立得高，a错误。 图示区纬度高，气温低，蒸发少，中国湿润半湿润区，不干燥，b错误。 受冻土分布的影响，河流弯曲，溪谷不对称，c对。 下面存在永久冻土层，地表水不易渗透，矿物元素润湿少，d错误。 1.C2.A3.C3 .冻土是指0以下，包含冰的各种岩石和土壤。 冻土是东北地区冷湿环境的综合反映，同时也影响了自然环境的形成和发展。(1) .根据图示信息，以下说法是正确的()a .连续多年冻土带主要分布在小兴安岭北部b .岛状多年冻土分布在森林茂盛的阳坡上c .近年来，由于全球变暖，多年冻土向南界南移动d .连续多年冻土界线明显向南突出受山地的影响(2) .冻土的存在，对东北地区的景观的形成和发展有很大的影响。 下面的说法是正确的()a .冻土的存在减轻了气候的寒冷b .冻土层有利于地表水的渗透，不易引起沼泽化c .冻土层抑制河流向下侵蚀d .冻土层更坚固地基，有利于交通建设解析：多年冻土界线受纬度因素和地形等因素的影响，在大兴安岭山地向南弯曲，山地地形，年平均气温低。 回答： d解析：冻土层的存在，冻土层不利的河流侵蚀气候的寒冷表现。不利于地表水渗透，地表集水容易导致沼泽化的冻土地基在建设时容易软化，不利于交通建设。 回答： c4、青藏铁路格尔木至拉萨通过多年冻土区约552 km，多年冻土区路基的防护成为青藏铁路建设的重点，片石通风路基是冻土区常用的路基防护措施。 图4示意性地表示青藏铁路片石通风路基横截面。 由此完成两个问题。(1) .片石通风路基散热效果最显着的季节是a .春b .夏c .秋d .冬(2)专家建议在青藏铁路东西道路路基的两侧追加片石斜面层，以南斜面的厚度比北斜面大为目的a .进一步降低路基的温度b .使路基两侧的温度保持一定c .降低南坡的风力侵蚀强度d .提高北坡路基的散热效率片石通风路基是控制热输送过程的工程措施。 片石通风路基的横截面观察，片石层由大砂砾构成，砂砾间有大空隙，空隙充满空气，根据大气热原理分析，夏季，外气温比路基内部温度高，形成温度梯度，外气温难以进入片石通风路基内部，阻止路基与外气温的热交换，路基路基在夏季也能保持低温度，冬季，外部气温低于路基温度，路基外比重大的冷空气下沉，进入片石通风路基的空隙，置换比重小的热空气，形成热对流，使片石通风路基的热量发散，使冻土保持低温，故选择冬天。5 .下图是美国阿拉斯加地区的概略图。 图中南北方向连接油田的线是阿拉斯加管线，这是世界上第一条深入北极圈的管线。 近一半的管线是虚构的，用泡沫塑料保温，有比较完善的抗震措施，平坦地带也铺设了“诺”字状。 阅读图回答以下问题。1 .阿拉斯加管线在平坦地带铺设成“之”字状的原因是a .为了避免沼泽地和沟谷等地形的复杂b .增加配管和地面接触面积，减轻配管附近单位面积的地面压力c .延长管线长度，放松供油速度，防止配管破裂d .确保管道纵向移动和横向移动的空间阿拉斯加地区广阔，地形起伏大，因此州内气候多样化。 南部沿岸、东南部、阿拉斯加湾岛和阿留申群岛是温带海洋气候，夏天的平均气温为416，冬天为4-7。 内陆盆地是亚温带，比沿岸干燥，稍冷，夏天平均气温为724，冬