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1.
前两天,偶然在孩子的课外读物上,看到这样一篇文章“河流为什么不走直路?”,读来觉得有一些哲理。这个问题也很符合地理老师的口味,所以我百度了一下,找到了这篇文章,再读了读,先把这段原文摘录下来。
(“河流为什么不走直路?“,原文,摘自《山西农民报·千家言》2009.12.01)
地理老师把一幅世界河流分布示意图挂在黑板上,问:“同学们,这幅示意图上的河流有什么特点呢?”
“都不是直线,而是弯弯的曲线。”同学们回答说。
“为什么会是这样呢?”老师继续问。
同学们七嘴八舌地议论开了,有的说,河流走弯路,拉长了河流的流程,河流也因此能拥有更大的流量,当夏季洪水来临时,河流就不会水满为患了;还有的说,由于河流的流程拉长,每个单位河段的流量就相对减少,河水对河床的冲击力也随之减弱,这就起到了保护河床的作用……
“同学们,你们说的这些都对。”老师说,“但在我看来,河流为什么不走直路而走弯路,最根本的原因就是,走弯路是自然界的一种常态,而走直路是一种非常态,因为河流在前进的过程中,会遇到各种各样的障碍,有些障碍是无法逾越的,所以它只有取弯路,绕道而行,也正因为走弯路,让它避开了一道道障碍,最终抵达了遥远的大海。”说到这里,老师突然把话题一转,说:“其实,人生也是如此,当你遇到坎坷、挫折时,也要把曲折的人生看作是一种常态,不悲观失望,不长吁短叹,不停滞不前,把走弯路看成是前行的另一种形式、另一条途径,这样你也可以像那些走弯路的河流一样,抵达那遥远的人生大海。”
把走弯路看成是一种常态,怀着平常心去看待前进中遇到的坎坷和挫折,这就是我在中学时代一堂地理课上收获的人生启示。
2.
文章是有些哲理性的,观点是否认同我们先放一边。不过,我觉得这不像是一节地理课的真实场景。这里,仅从教师专业角度,用有些挑剔的眼光,来谈谈这个案例。
原文中,地理老师挂了一幅世界河流分布图,问:“同学们,这幅示意图上的河流有什么特点呢?”,然后同学们回答说:“都不是直线,而是弯弯的曲线。”
按常理,如果提问有目的,老师是不该这么问的,因为这话题范围有点宽泛,缺乏针对性,学生会不会答到其他方面呢?所以,同学们的回答就显得太巧合了。要么,我们只能从作者的写作需要出发,尚能理解吧。
原文中,老师继续问:“为什么会是这样呢?” 同学们七嘴八舌地议论开了……,有学生说:“河流走弯路,拉长了河流的流程,河流也因此能拥有更大的流量,当夏季洪水来临时,河流就不会水满为患了”。
从这段看,学生的结论是有一定问题的,但是老师没有纠正,反而说一些无关地理知识的哲学道理,显然有失本分之嫌。
地理老师应该知道,洪水来临时,河道顺直的话,显然比弯曲的河流更易于排水,这可以参考荆江治理方案。对于荆江水患,以前有句话叫“千里长江,险在荆江”,原因之一是,荆江原先的河道弯曲,素有“九曲回肠”之称,由此导致排水不畅,水位抬高,容易出现洪涝灾害,后来实行了截弯取直、疏浚河道、分洪、蓄洪等治理工程,才取得一定防洪效果。(下面是荆江曲流及裁弯取直示意图)
原文中,还有的学生说:“由于河流的流程拉长,每个单位河段的流量就相对减少,河水对河床的冲击力也随之减弱,这就起到了保护河床的作用……”
这个回答仍然是学科知识上的问题,地理老师应该知道曲流形成及影响,曲流是河岸遭受侧蚀的结果。尤其是凹岸处,在水流的惯性作用影响下,对河岸的冲刷相当严重。洪水期时,这是河堤被击穿,导致决口的重要原因,所以根本谈不上“保护作用”。并且,从学生的发言中,似乎学生对河床、河岸的概念也尚未足够辨识。
还有,原文中老师提到,“因为河流在前进的过程中,会遇到各种各样的障碍,有些障碍是无法逾越的,所以它只有取弯路,绕道而行,也正因为走弯路,让它避开了一道道障碍,最终抵达了遥远的大海。”
事实上,河道弯曲现象,在地势平坦的高原,甚至平原,都极为常见,这与是否绕过障碍似乎无关。比如下面是我国内蒙古高原、三江平原上的两幅曲流图片。
(三江平原的曲流,来自新浪博客--王泽生的BLOG:
http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a259e790100n5lm.html)
(下图是克鲁伦河发源于蒙古国的肯特山东麓,中下游流入我国内蒙古自治区呼伦贝尔市,河道九曲回肠。图片来自单之蔷的BLOG:http://blog.sina.com.cn/shanzhiqiang)
当然,这么分析下来,是有些太挑剔了。不过我仅从地理老师眼光看,把这个场景当成是自己的课堂,当成自己学生在说这些话,假想自己该如何处理学生提问,去研究。
3.
那么,河流到底为何不走直路?为何弯曲是河流在自然界的常态呢?
这里仍借用《中国国家地理》杂志社执行总编单之蔷BLOG中的一段资料,作者在《有一种风景叫”蛇曲”—寻找中国最弯曲的河》一文中提到:
近于环形的弯曲河流被称为河曲或者蛇曲。当河流流经平坦的地区,如果抗冲刷能力弱的一侧河岸在河水侵蚀作用下坍塌,原来顺直的河岸就会变得弯曲凹陷,表层河水将向凹处的河岸冲去。冲向凹岸的表层水流一部分受离心力作用,冲向对岸,另一部分折向河底,形成底层水流,触及河底后,又变为上升流返回河面,形成环流(图1、图2)。与此同时,河水向下游的纵向流动并没有停止,横向的环流与纵向的水流结合起来,构成了一种螺旋向前的水流(图3)。环流是造成蛇曲的主要力量:冲向凹岸的下降水流流速快、侵蚀力强,使得凹岸后退,越来越凹;冲向凹岸的水流折向河底后,沿凸岸一侧上升,上升的过程中水流速度变慢,携沙能力降低,泥沙不断在凸岸一侧下沉堆积,使得凸岸变得越来越凸(图2、图4)。
在我看来,这段图文资料是专业及丰富的。
借助这些资料,我又请教了物理组的几位老师(尤其是SUN专家),在讨论中,逐渐完善了一些原先不成熟、不专业的想法。由此,个人对“河流为什么不走直路?”的问题,大致有了如下认识。为求能说清楚,文字有点啰嗦,但可能仍有理解不到位之处,本着学习态度,欢迎各位指正。
①河流初形成时,可能是一条直路。
②但是,河流行进中,水流有侵蚀作用。地势落差大的地区,水流速度快,河流通常以下蚀为主,即对河谷底部的冲刷,多形成“V”形河谷;而流经地势较平坦地区,河流以侧蚀为主,对两岸均有冲刷作用。
③水流对两岸的冲刷,会因土壤或岩性差异、地质构造、地势起伏等不同,冲刷能力也有差异。抗冲刷能力弱的一侧总会先被侵蚀,由此形成坍塌,凹陷,于是河流不再顺直。
④河岸一旦出现凹陷,表层河水将向凹处的河岸冲去。冲向凹岸的表层水流一部分因离心现象,冲向对岸;另一部分折向河底,形成底层水流,触及河底后,又变为上升流返回河面,形成环流(见上图2中,螺旋状环流)。
⑤在螺旋式环流的行进过程中(见图最右侧示意),凹岸一侧水流作下降运动,凸岸一侧水流作上升运动。由于受重力加速度影响,凹岸一侧由于是下降运动,相对的水流速度会加快;反之,凸岸一侧为抵消重力加速度,水流速度减缓。
⑥我们知道,流水的作用包括侵蚀、搬运、堆积,同时存在,但因水流速度不同,可能会出现侵蚀为主,或堆积为主。当水流速度加快时,侵蚀作用就会增强;当水流速度减缓时,携沙能力减弱,堆积作用就会变得明显。
⑦所以,因凹岸水流速度加快,河岸、河底遭受侵蚀就加剧,河底变深,河岸退缩;反之,凸岸的水流速度减缓,堆积作用就占上风,堆积的泥沙使凸岸河道变浅,甚至露出水面,成为凸岸的一部分。
⑧由此,凹岸不断因受侵蚀而退缩;凸岸则向河道内延伸,越来越凸。长期结果,河道越来越弯曲,河流自然就不走直路了。
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