2025年河南卷地理高考真题:第11~13题.水循环、降雨过程土壤含水量与洪峰流量的关系、小流域——官方答案与解析
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2025年河南卷地理高考真题:第11~13题.水循环、降雨过程土壤含水量与洪峰流量的关系、小流域——官方答案与解析
为探究降雨过程、土壤含水量与洪峰流量的关系，某科研小组在小流域模拟了形成相同洪峰流量的降雨过程，表1为3次降雨过程数据(雨量单位：mm)。3次降雨前土壤含水量相同且偏低。据此完成11～13题。
12.第3次降雨形成相同洪峰流量的降雨总量最小，其主要原因是13.如果降雨过程与第3次相似，降雨前土壤含水量偏高，则形成相同洪峰流量的6小时降雨总量可能是A.125 mm B.145 mm C.155mm D.170 mm【考查目标】本组试题以小流域山洪灾害预报预警研究为素材来源，以模拟试验的形式引导学生探究影响洪峰形成的相关地理要素，聚焦“降雨过程、土壤含水量与洪峰流量的关系”主题，展示了自然科学探索的一般方法。试题紧扣“水循环动态过程”核心内容，紧密对接陆地水体、水循环、水量平衡、河道特征等基本知识，将水圈、大气圈、岩石圈联系起来，突出地球表层各圈层和要素之间的相互联系和相互影响。在信息呈现和思维考查上层层递进，通过“降雨过程判读”“降雨过程对洪峰形成的影响”“降雨前期土壤含水量对洪峰形成的影响”的问题链设计，重点考查学生对不同地理要素与洪峰流量关系的理解和运用，激发学生对山洪灾害预报预警等科学问题的探索热情与兴趣，引导学生认知自然灾害防治的科学内涵和原理。试题关注不同地理要素的综合，在特定的时空框架中分析洪峰的发生和发展，引导中学教学在关注地理基本知识和基本原理、规律的同时，注重地理课程创新，开发地理实践教学资源，提升学生理解真实地理世界、解决复杂地理问题的意识和能力。【试题亮点】第一，试题聚焦山洪灾害的形成过程，帮助学生理解自然灾害的成灾机理。我国将防灾减灾纳入国家战略，通过政策规划和技术手段减少山洪对人民生命财产的威胁。在《“十四五”国家综合防灾减灾规划》中明确指出，要加强山洪灾害监测预警体系建设；“十四五”规划将自然灾害防治作为重点任务之一，提出加快实施山洪沟治理工程、提升基层防灾能力等具体措施。本组试题紧紧围绕山洪灾害“它如何出现”“它是什么样子的”内容，引导学生正视山洪灾害，了解其机制、预知其发生、认识其危害、减少其损失。第二，试题注重地理核心素养达成。试题向学生揭示了形成相同的洪峰流量不仅与降雨总量、降雨前期土壤含水量有关，同时降雨过程也是一个重要影响因素的科学现象，要求学生能够从时空角度结合地理要素分析降雨前期土壤含水量、降雨过程与洪峰流量的关系；引导学生在认识山洪灾害的过程中，理解提升人类活动对地理环境适应性的重要性，帮助学生建立对人地关系相互作用机制的系统化认知。【试题解析】山洪灾害是指某个流域降雨量达到或超越一定临界值之后，引发的河道洪水漫溢，造成沿河居民生命财产损失的自然灾害。我国山洪灾害呈现多发、易发、频发、重发的特点，1949年以来，因山区爆发的山洪灾害所造成的人员伤亡占洪涝灾害死亡人数的70%以上，山洪灾害已成为威胁人民群众生命财产安全的突出隐患，是我国防洪减灾工作的重中之重。全球变暖背景下，极端天气气候事件频率和强度增加，再加上山区人类活动增强，山洪灾害防治越来越受到国际社会的高度重视。山区暴雨洪水具有陡涨陡落、历时短、空间异变大等特点，加上地形、植被复杂且缺乏实测数据，精准监测与模拟预警极难。世界气象组织(WMO)、全球水伙伴(GWP)、国际水文科学协会(1AHS)、国际水利与环境工程协会(IAHR)、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)等都在加大关注和研究的力度。山洪灾害的致灾因素具有自然和社会的双重属性，其形成、发展与危害程度是降雨、地形地质等自然因素和人类经济活动等社会因素共同影响的结果。①降雨因素。降雨是诱发山洪灾害的直接因素和激发条件。山洪的发生与降雨量、降雨强度和降雨时空分布关系密切。降雨量大，特别是短历时强降雨，在山区特定的下垫面条件下，容易引发溪河洪水灾害。②地形地质因素。不利的地形地质条件是山洪灾害发生的重要因素。我国山区面积占国土面积的2/3以上，自西向东呈现出三级阶梯，各级阶梯过渡的斜坡地带和高山及其边缘地带，高差达2000米以上，山地坡度30°～50°,河床比降陡，多跌水和瀑布，易形成山洪灾害。③社会经济因素。受人多地少和水土资源的制约，为了发展经济，山区资源开发和建设活动频繁，人类活动对地表环境产生了剧烈扰动，导致或加剧了山洪灾害。山区居民房屋选址多在河滩地、岸边等地段，或削坡建房，加之防洪标准普遍较低，山洪发生极易造成人员和财产损失。我国季风气候显著,降雨季节变率大，夏秋季节山区对流雨、地形雨频发，暴雨天气较多；同时山区坡度较大的地形特征加剧了洪水汇流速度，强降雨后极易形成对防洪不利的“峰高”型洪水。为此，应开展山洪灾害预报预警，最大程度减少山洪灾害所造成的危害。山洪灾害预警指标一般包括雨量预警指标和水位预警指标。水位预警指标一般应用于面积较大的流域洪水预警，考虑到山区小流域汇流时间较短、预见期短、自动水位监测站点较少等特点，水位预警指标不适用于山区小流域。所以，以临界雨量为指标的雨量预警是目前我国小流域暴雨山洪灾害预警的主要技术手段。临界雨量是指导致一个流域或区域发生山溪洪水可能致灾时，降雨总量达到或超过的量级。降雨、土壤含水量以及下垫面特性是临界雨量分析的3个关键要素。降雨可用“量”和“型”等指标描述。“量”是指一定降雨历时对应的降雨总量。根据我国气象部门的规定，24小时降雨量在50～100 mm的降雨定为暴雨，24小时降雨量在100~250 mm的降雨定为大暴雨，24小时降雨量大于等于250 mm的降雨定为特大暴雨。“型”是指降雨的过程，可根据时段降雨量最大值(称为雨峰)出现的时间进行描述。若出现的时间较早，属于雨峰偏前型降雨过程；若出现的时间较晚，属于雨峰偏后型降雨过程；若出现的时间在降雨历时的中位，属于雨峰居中型降雨过程。不同类型的降雨过程，由于雨量集中出现的时间不同，在产汇流过程中雨量损失也不同，所形成的洪峰大小存在差别。受土壤类型和前期降雨的影响，土壤含水量高低直接影响降雨水的下渗量。流域土壤含水量在计算时应根据当地水文手册确定该流域的最大土壤含水量，并对实际土壤含水量进行定量描述。试题简略地用“偏高、适中、偏低”定性描述实际土壤含水量，分别对应最大土壤含水量的0.8、0.5、0.2。山洪灾害临界雨量分析本质上是基于流域预警地点所在河道即将致灾的洪峰流量(称为该地点的致灾流量),根据“降雨一产流一汇流”原理，反推一定降雨历时对应的降雨总量过程。其基本流程为；①根据小流域历史降雨信息确定典型的降雨过程，并假定流域土壤含水量情况。②假定该降雨历时对应的降雨总量，采用假定的降雨总量与典型降雨过程对应的降雨总量之比值，缩放典型降雨过程，即典型降雨过程每个时段雨量乘以上述计算比值，即可得到假定降雨总量对应的降雨过程。③采用适合的水文模型，在参数率定及验证的基础上，根据假定的流域土壤含水量情况和降雨过程进行模拟，得到对应的洪水过程，比较模拟的洪峰流量和致灾流量。若洪峰流量恰好等于致灾流量，表明假定的情况即将致灾，恰好达到临界状态，假定的降雨总量即临界雨量。根据现有研究成果，在相同降雨历时和土壤含水量情况下，雨峰偏前型降雨过程所形成的致灾流量所需要的降雨总量最大，雨峰偏后型降雨过程所形成致灾流量所需要的降雨总量最小，雨峰居中型降雨过程所形成致灾流量所需要的降雨总量介于上述两者之间。通过室内试验对比分析，在降雨量、降雨历时和土壤含水量相同的条件下，雨峰偏后型降雨过程会比雨峰偏前型降雨过程多产生近1/4的地表径流。对于雨峰偏前型降雨过程的暴雨，较大降雨发生在降雨过程初期，部分雨量被用于地表植被截留和土壤下渗，对应地表径流减少；后续降雨强度和雨量减小，形成达到致灾流量的有效降雨量减少，对应的洪峰流量偏小。而雨峰偏后型降雨过程的暴雨，刚开始降雨强度较小，用于地表植被截留以及土壤下渗的雨量占比较高，下垫面蓄水渐趋饱和；后续降雨强度和雨量增大，形成达到致灾流量的有效降雨量增加，对应的洪峰流量偏大，易引发山洪。在相同降雨历时和相似降雨过程情况下，土壤含水量偏高(偏低)意味着降雨过程中下渗量减小(增加),地表径流偏大(偏小),形成致灾流量所需要的降雨总量较小(较大)。想象一个底部有小孔（代表土壤下渗能力）的水桶，往桶里倒水（代表降雨）。小孔的出水速度一开始很快（干燥土壤下渗快），后来随着桶内水位变高，出水速度会变慢（土壤接近饱和，下渗率降低），最终稳定在一个较慢的速度（稳定下渗率）。桶里的水一旦超过桶的高度，就会溢出（代表地表径流，即洪峰的来源）。雨峰偏前型（先大后小）
一开始就倒一大盆水，此时桶很空、小孔出水快。大部分水被小孔排走，只有少量水积在桶里并可能短暂溢出一点。等桶里的水逐渐增多、小孔出水变慢时，后面倒的水却越来越小了。关键：即使最后桶满了（土壤饱和），但后续的雨很小，所以溢出的水量很少，而且时间拖得很长，不会形成突然的大洪峰。
雨峰偏后型（先小后大）
一开始慢慢倒水，桶很空，小孔出水快，所有水都被排走，桶里几乎没有积水。随着水不断倒入（虽然慢），桶里的水慢慢上涨，小孔出水速度逐渐变慢。等到快接近桶满时（土壤接近饱和），突然倒下一大盆水。这时小孔出水已经很慢，大部分水来不及从孔里排走，只能瞬间溢出——这就是大量地表径流集中产生，形成很高的洪峰。
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第11题，本题重点考查学生从表格中获取和解读地理信息的能力，根据表格中3次降雨过程数据，分析降雨特征。降雨特征主要是指降雨总量、降雨强度、雨峰出现时间、雨峰大小等指标。第1次降雨过程中，第1时段的雨量是60 mm,为该次降雨的雨峰，雨峰出现时间早，且前两个时段雨量占降雨总量的65%，属于雨峰偏前型降雨过程。第2次降雨过程中，第4时段的雨量是55 mm,为该次降雨的雨峰，雨峰出现时间居中，且中间两个时段雨量占降雨总量的65%，属于雨峰居中型降雨过程。第3次降雨过程中，第5时段的雨量是42 mm,为该次降雨的雨峰，雨峰出现时间较晚，且后两个时段雨量占降雨总量的41%，属于雨峰偏后型降雨过程。降雨强度为降雨总量与降雨历时的比值，由于降雨历时相同，因此3次降雨过程中，第1次降雨强度最大，A选项错误。3次降雨过程中，雨峰出现时间分别为第1时段、第4时段和第5时段，第1次降雨峰值出现时间要早于第2次和第3次，B选项错误，D选项正确。3次降雨过程分别属于雨峰偏前型降雨过程、雨峰居中型降雨过程和雨峰偏后型降雨过程，降雨过程均不相似，C选项错误。第12题，本题重点考查学生对水循环环节与“降雨一产流—汇流”关系的理解和运用。结合前面的研究分析，在降雨历时和土壤含水量相同的情况下，雨峰偏后型降雨过程，由于前期降雨强度较小，降雨量大部分被截流或下渗；随着后期降雨强度和雨量的增大，降雨形成的地表径流较大，对应的洪峰流量也会增大，即相同的降雨总量、降雨历时和土壤含水量，雨峰偏后型降雨过程所形成的洪峰流量最大。与第1次和第2次降雨过程相比，第3次降雨过程属于雨峰偏后型降雨过程，形成相同洪峰流量(致灾流量)的洪水需要的降雨总量最小。因此，形成相同洪峰流量对应的降雨总量最小的主要原因是后期强降雨形成的地表径流大，D选项正确。A、C选项前期下渗量、蒸发量无论是大还是小，均不是造成降雨总量最小的主要原因，因此，A、C选项错误。后期土壤含水量趋于饱和，降雨的下渗损失量明显变小，转化形成地下径流量较小，B选项错误。第13题，本题重点考查学生理解降雨前期土壤含水量对洪峰流量的影响。通过本组试题材料分析，在降雨前期土壤含水量偏低且相同情况下，雨峰偏前型降雨过程、雨峰居中型降雨过程、雨峰偏后型降雨过程对应的形成相同洪峰流量的6小时降雨总量分别为165 mm、150 mm和143mm。在第12题的基础上本题进一步引导学生分析土壤含水量升高对“降雨一产流一汇流”关系的影响。如果降雨过程与第3次相似，说明降雨过程属于雨峰偏后型；根据水量平衡原理，假设土壤含水量偏高，则说明在降雨过程中下渗量变小，地表径流增大，即形成相同洪峰流量的降雨总量变小，因此降雨总量应小于143mm,所以A选项正确。【错因分析】第11题：解读图表信息的能力较弱，个别学生对选项核心概念认识不到位，不能从表格中提取出降雨强度、降雨峰值信息，难以运用数据对降雨过程进行描述和对比。第12题：①基础知识和规律掌握不牢，对水循环过程及环节的影响因素掌握不到位。②灵活运用所学知识解决现实问题的能力欠缺。无法借助表格数据建立不同降雨过程中“降雨一产流一汇流”的对比分析，抓不住主要因素，导致选择时犹豫不决或分析方向偏差。第13题：不能将文字信息转化为现实情境，逻辑分析能力弱。部分学生对核心概念洪峰流量理解有误，没有厘清土壤含水量对“降雨一产流一汇流”过程的影响，导致分析错误。学习启示：①强化基础知识和规律的学习。深入理解水循环、水量平衡等核心概念，避免陷入机械记忆。②加强地理实验。通过模拟实验探究地理现象或地理过程，观察记录实验现象、数据，通过结果分析加深对地理原理和规律的认识。
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