地理学中的虹吸现象

地理学中的虹吸现象——水往高处流

高二地理组崔俊芳

用一根粗细适当的软管，里边灌满水，堵住两端，然后使其一端插入水槽，深入到水面以下达到容器的底部，并放开堵着的一端，另一端置于水槽之外，且低于水槽内的底面。如此，当放开这另一端的端口时，水就会源源不断地从水槽中排出来。

上述过程，水先从一边沿着弯曲的管子上升，犹如被抽吸一般，然后绕过最高点，再沿另一边的管子下降。前后经过的路径其形如虹，故名之曰虹吸。生活中有许多的虹吸现象比如：抽取液体时用虹吸管，当源液面高于待装容器液面时，开始仅需人工挤压吸气，至液体充满管体后再无需外力液体即可在虹吸作用下自动流向待装容器；我们用的虹吸马桶，相比较早使用的直冲式马桶，其能达到节水且冲排更干净的效果；司机用橡胶管从油桶中吸出汽油或柴油等。

地理学中的虹吸现象

1、引黄淤灌

黄河下游自河南花园口以东、山东境内是河床高出两岸的地上河，这里就有将河水引渠灌溉农田的虹吸装置。

“引黄淤灌”是针对黄河下游地上河，利用虹吸装置是将含沙量大的黄河水引入黄河堤坝后的低洼地区进行沉淀，淤积下来的泥沙使低洼地区地势抬高，解

决了洼地涝渍严重的问题，由此流出的清水用于灌溉以部分地解决农田缺水问题，它是一举多得的工程措施。

2、堰塞湖泄洪

堰塞湖是在一定的地质与地貌条件下，由于火山喷发物、滑坡体、泥石流、冰川堆积物等形成的自然堤坝横向阻塞河谷后，造成上游段壅水而形成的湖泊，随着成因的不同可分为火山堰塞湖、冰川堰塞湖等。其中，由于地震引发河道两侧山体滑坡或崩塌、滑坡体或崩塌体落入河道形成拦水堤坝、河水聚集成湖的现象称为地震堰塞湖。

地震堰塞湖的形成需要3个基本条件：1）地震区内有河流经过；2）河道两侧有山体，河床海拔明显低于周边山体；3）由于地震产生了山体滑坡，并堵塞了河道。据统计，造成地震堰塞湖的地震一般在4.5级以上，大多数在6级以上，最小仅4.4级，地震震级越大产生地震堰塞湖的可能性也越大。

2008年5月12日汶川8.0级地震，唐家山堰塞湖是汶川大地震后形成的最大堰塞湖。该堰塞湖位于涧河上游，距北川县城约6公里，为汶川大地震形成的34处堰塞湖中最危险的一座。

由于地震堰塞体堵塞了正常河道的水流，使得湖区内的水位不断升高，形成水灾。同时，一旦垮坝，湖区内水量很短时间内排出，会给河流下游造成灭顶之灾。为此我国科研人员创造性地研发了加筋型土工膜虹吸管袋的排泄方法，虹吸管袋用加筋型土工膜与螺旋钢丝做成，如下图所示。

管内用螺旋钢丝起支撑作用, 并承受泄水时管内的负压。管袋首、尾端封闭并设简易的拉链式开口（也可设蝴蝶阀式开口）。中间一定部位亦设拉链式开口, 用于注水。放置于堰塞体上的情况如下图所示。

使用程序是：

1）.如图将管袋置于堰体上, 首、尾部拉链式开口关闭；

2）.用人工或水泵从中部开口处向管内注水, 至充满为止，并关闭该注水口；3）.打开首、尾开口, 形成虹吸式排泄；

4）.将湖水水面降至计划高程（但须注意水位降得太低, 即 h 值太大时, 虹吸现象就破坏了）；

5）.此后的河道来水仍然可以通过管袋排泄；

6）.经以上排泄后, 如所剩湖水不致对下游产生威胁, 也可用爆破法将堰塞体开出通道宣泄河道来水。

虹吸现象本质涉及的是物理知识，可以应用在地理学科中。类似的例子还有很多比如2015年课标1文综卷中青藏铁路冻土区使用的热棒技术等。这些地理问题的分析与解答需要地理与物理等相关知识的综合运用。因此作为地理教师，首先自己应具备一定的物理知识，要关注地理与别的学科的交叉点。其次在平时教学中要注重物理等相关知识在地理教学中的渗透，要关注新闻热点，将之与生活实际地理教学相联系，引导学生分析解决地理问题。这样既有利于学生学好地理，也有利于学生创新能力的培养。