建设海绵校园
课程标准
1. 运用示意图,说明水循环的过程及其地理意义。
2. 绘制示意图,解释各类陆地水体之间的相互关系。
学习提示
1. 本节内容是《水圈与水循环》和《建设海绵城市》的融合应用。
2. 学习工具:校园绿化图片、社区(城市)建设图片、矿泉水瓶、直尺、粉笔等。
3. 一场大雨能够检验城市基础设施建设是否达标,给我们提供了很好的观察和研究机会。
学习过程
一、回顾校园内涝
2022年7月12日7时—16时,学校所在地区持续降水,降水量达83.5毫米,属于大暴雨等级,降雨集中时段为9时—11时,两个小时降水量为56毫米,校园出现严重内涝。

图3-1-1 2022年7月12日11时33分校园积水
二、校园考察
(一)观察花坛

图3-1-2 上凸式花坛
(二)观察树坑

图3-1-3 围挡式树坑
(三)观察校园排水沟

图3-1-4 学校门口排水沟
校园植被覆盖率相对较低,校园中心的椭圆形花坛、进德楼前的花园都是上凸形式,用花岗岩或砖块砌边,比周围地面高30多厘米。降水时,除了有限的降水降落在花园内、下渗到地下外,周围地表径流无法流到花园内。教室门前的绿化树的树坑小,长、宽各50厘米,四周有花岗岩砌边,阻挡了地表径流流向树坑内。地表径流难以通过下渗转化为地下径流,导致地表径流量大。
校园里的积水主要通过南北两条地下排水沟排出,排水沟的宽度和深度各约60厘米,两条地下排水沟到了校门口汇集成一条,宽度和深度仍各约60厘米,没有增加,遇到强降水,显然难以及时排水。
三、实验验证不同性质地面的渗水强度
(一)观察地面,猜测不同性质地面的渗水强度
透水砖地面>水泥地面>釉面花砖地面。
(二)实验验证不同性质地面的渗水强度
1. 实验原理:
在降水量一定的条件下,下渗量小,地表径流量大,地表径流过水面积大;下渗量大,地表径流量小,地表径流过水面积小。通过比较不同性质地面地表径流过水面积判断地面下渗的强弱。
2. 实验工具:
550毫升矿泉水瓶3个、1米直尺一把、粉笔、手机(用于计时、拍照)等。
3. 实验过程:
选择校园内比较平整的水泥地面、釉面花砖地面和透水砖地面三种不同性质的地面。
将550毫升自来水从20厘米高度向地面缓慢、匀速倒水,倒水时间长度保持一致,测量地面过水面积。

图3-1-5 学生做地面渗水实验
表3-1-1 不同性质的地面渗水实验记录表


图3-1-6 水泥地面过水面积示意图

图3-1-7 釉面花砖地面过水面积示意图

图3-1-8 透水砖地面过水面积示意图
4. 实验结论:
倒水时间约20秒,2分钟后测量,用白粉笔画长、宽各50厘米的正方形,过水的方格数代表过水面积:釉面花砖地面约4.5个,水泥地面约3个,透水砖地面约2个。
不同性质地面过水面积不同:釉面花砖地面>水泥地面>透水砖地面。
不同性质地面下渗强度不同:透水砖地面>水泥地面>釉面花砖地面。与猜测一致。
(三)影响实验的主要因素
地面平整程度:地面不平,流水快,下渗少;釉面花砖、透水砖缝隙大,水沿着缝隙流,影响实验效果。另外,倒水的快慢也会影响实验效果,倒水慢,下渗多,而倒水快,下渗少。
(四)总结校园内涝的原因
1. 来水量大
校园的来水主要是降水,降水持续时间长、降水强度大、降水量大,校园来水多。
2. 易积水
校园地势低平,易积水。校园的地面下渗作用弱,导致地表径流增多。
3. 难排水
校园地势低平,降水时难排水。排水沟少、浅、窄,遇到暴雨时难以及时排水。
四、我为海绵校园建设献计策
(一)什么是海绵城市
海绵城市是指在城市建设中,充分发挥原始地形、地貌对降雨的积存作用、自然下垫面对雨水的渗透作用,以及植被、土壤、湿地等对水的吸纳与净化作用,使城市像“海绵”一样,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,干旱时将蓄存的水“释放”出来加以利用。
海绵校园是海绵城市的重要组成部分,在校园建设中,坚持建设海绵城市的理念,运用建设海绵城市的措施,建设海绵校园。
(二)建设海绵城市的原因
1. 城市建设的快速扩张和落后的管理导致下垫面硬化、河流渠化、绿地和湿地面积减少,部分城市缺水。建设海绵城市,能够缓解干旱的城市水源的不足。
2. 城市河道自净功能减弱甚至丧失,水体污染严重,生态环境恶化。城市下垫面硬化、河流渠化,阻断了地表水与地下水之间的相互补给关系,切断了水循环过程,破坏了生态系统。建设海绵城市,有利于净化水质,保护生态系统。

图3-1-9 城市河流渠化

图3-1-10 乡村河流风貌
3. 许多城市雨季时内涝严重。建设海绵城市,可有效预防城市内涝。
(三)我为海绵校园建设献计策
1. 将水泥地面、釉面花砖地面改造成透水砖地面,增加地表径流下渗量。
2. 将花坛、树坑改造成下凹式花坛和树坑,最大程度积存、下渗、净化地表径流,减轻校园内涝。
3. 在校园地势低洼处建设人工湖,发挥湖泊调节气候、蓄水防涝的作用。
五、说出身边的海绵城市建设成就
在校园、社区、城市中,寻找海绵城市建设试点工程,分析建设海绵城市的重要意义,与同学和家长交流心得体会。
学习测评
下图甲示意我国大部分城市道路两侧绿化种植池现状,针对当前的城市问题有环保学者提出设计建议(图乙)。读图完成1~3题。

图3-1-11
1. 图甲中路缘石与种植池这样设计的主要原因最可能为( )
A. 阻挡雨水杂物 B. 美化城市环境
C. 防止人为践踏 D. 减少建设成本
2. 环保学者提出的设计建议主要解决的是城市( )
A. 热岛问题 B. 内涝问题
C. 拥堵问题 D. 大气污染问题
3. 图乙中若路面、种植池宽度均相同,下列城市的路缘石高度最大的可能是( )
A. 高雄市 B. 重庆市
C. 北京市 D. 乌鲁木齐市
4. (2014年高考山东卷地理试题)阅读材料,回答问题。
植被浅沟常布置在城市道路两侧、不透水地面的周边和大面积绿地内等处,可与城市雨水管网或集水池相连,其表面一般种草进行覆盖。下图为植被浅沟示意图。

图3-1-12
指出植被浅沟在资源利用和环境保护中的作用。
5. 铝城一中校园占地面积为45 600平方米,学校门口有一条排水沟将校内积水排到校外,宽度和深度各约为60厘米。如果某天1小时降水量达50毫米,雨水全部立即转化为地表径流汇入排水沟中排出校园。排水沟的平均流量是多少?
参考答案:1. C 2. B 3. A
4. 收集雨水(提高雨水的利用率;增加可利用水资源量);补充地下水(增加下渗);净化雨水;减轻城市内涝;调节小气候(美化环境)。
5. 约0.63立方米/秒。
学生成果
身边的雨水花园
淄博市张店区世纪路与新村路交会处的张店公园,是海绵城市建设的科普基地,这里有雨水花园。
雨水花园:通过自然途径与人工措施相结合,最大程度地实现雨水在绿地中积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。
植被、植被浅沟、下凹式绿地、人工湖、透水步行道等共同构成了雨水花园。

图3-1-13 张店公园的植被浅沟

图3-1-14 张店公园的下凹式绿地

图3-1-15 张店公园雨水花园分布图
(2018级 邹方宁)
猪龙河蓬河段改造
走在张店区柳泉路上,一排围挡将路边围得严严实实,围挡里面,挖掘机轰鸣。一打听才知道,这里正在进行猪龙河蓬河段改造。
原来这里是一排沿街商业房,一直非常红火,为什么要拆除呢?
通过走访和查阅资料得知,在沿街商业房下,有一条河流——猪龙河。它发源于张店区南郊沣水镇,沿着柳泉路流经人民公园,向北流入桓台县马踏湖。
20世纪60年代开始,随着猪龙河上游煤矿、冶金、化工等工业的发展,大量废水排入河道,河水臭气熏天,污染了地下水。20世纪80年代末,在张店区柳泉路猪龙河的上面建起了沿街商业房,猪龙河被埋到地下。
2017年12月,淄博市政府提出了猪龙河柳泉路篷河建筑拆除任务,让猪龙河露出真容,并建设沿河景观公园,与人民公园连成一片,成为北至人民路、南至昌国路的大型公园,淄博中心城区又增添一道美丽的风景。

图3-1-16 猪龙河篷河建筑拆除

图3-1-17 猪龙河新貌
2019年高考结束后,看到全国卷Ⅱ地理试题第44题,我惊奇地发现,试题情境与张店区柳泉路猪龙河蓬河段改造异曲同工,本题的解答正好回答了我的疑问:为什么要进行猪龙河蓬河段改造?
高考地理试题:
韩国首尔市的清溪川,历史上是一条著名的河流。20世纪五六十年代,随着人口增长和工业发展,清溪川的水质迅速恶化,后被覆盖为暗河,并在其上兴建了高架道路。2003年当地启动“清溪川复原工程”:恢复自然河道;在河流两岸修建生态公园;建设独立排污系统,对生活污水进行隔离处理;拆除高架道路,兴建各具特色的横跨河道的桥梁。
说明“清溪川复原工程”对改善当地环境的作用。
参考答案:恢复自然河道,恢复水生态环境;对污水隔离处理,有利于河流水质改善;恢复自然河道,对局地微气候具有调节作用;河流两岸修建生态公园,能有效吸附灰尘,净化空气;拆除高架,减少汽车尾气的排放。
我明白了,高考其实是在考生活、考素养,再靠死记硬背、刷题是不行的,要学会学习生活中的地理,在生活中多观察、多思考,提高自身的地理素养。
(2018级 李若瑜)
知识之窗
淄博新城区的人工水系
淄博新城区缺少天然河道,依靠人工开挖,形成城市景观水系——云影河等,将城市行政中心、文化中心、金融中心、体育中心等城市功能区与孝妇河湿地公园、齐盛湖公园生态区融为一体,发展为城市的核心区域,成为人地和谐共生的典范。

图3-1-18 淄博新城区景观水系示意图