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第一部分
专题三 地球上的水
微专题5
水库与大坝
基本概念
大坝：是拦截江河渠道水流的挡水建筑物，是水库的一部分，相当于大门。可形成水库，抬高水位、调节径流、用于防洪、供水、灌溉、水力发电、改善航运等。调整河势、保护岸床的河道整治建筑物也称坝，比如丁坝、顺坝和潜坝等。
水库：拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物，是整体工程，相当于房间。是在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。水库建成后，可起防洪、蓄水灌溉、供水、发电、航运、养鱼等作用。
水库
大坝
中国是
世界上水旱灾害最多的国家之一
有文献记载以来
1092次水灾、1056次旱灾
一边江河奔流、哺育众生
一边灾害频发、民不聊生
两种截然相反的特征
也促使中国发展成为
全球大型水利设施最发达的国家
其中最为突出的便是遍布中国大地
近10万座水坝
挡水——
拦截滔滔洪流
蓄水——
保障供水、灌溉
抬高水位——发展水电、改善航道
土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。是世界大坝工程建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。
优点：
材料易得、结构简洁、施工简便
缺点：
①易发生渗流
②难以抵抗猛烈的水流冲刷，因此土石坝不允许洪水漫顶，必须在远离坝体的位置增设专门的泄洪通道
防渗
重力坝：依靠坝体自重与地基间产生足够强大的摩擦力令其在汹涌的水流中岿然不动
三峡大坝是我国功能最全面的水利工程，并不是所用的大坝都有防洪，发电，航运等功能。
坝体“卡”在河谷之中
拱坝
支墩坝：由倾斜的盖面和支墩组成。支墩支撑着盖面，水压力由盖面传给支墩，再由支墩传给地基。支墩坝是最经济可靠的坝型之一，与重力坝相比具有体积小、造价低、适应地基的能力较强等优点。
1. 坝底最低处到区域内最高点的
最大高差约是（ ）
A. 699m B. 709m C. 953m D. 1534m
2. 与三峡大坝的直坝不同，白鹤滩大坝采用双曲拱坝的原因叙述不正确的是（ ）
A.工程量小，节省材料
B.西南地区多地震，抗震强度更大
C.落差大，大坝上下游水压差异大
D.可以使拱坝的厚度减小、坝高增大
3. 大坝建成后对区域的影响说法正确的是（ ）
A.防洪是首要任务 B.有效改善上游航运条件 C.库区内的含沙量有所减少 D.大坝外侧底部河床变深
C
B
D
白鹤滩水电站位于四川省宁南县和云南省巧家县境内金沙江下游干流，电站计划2022年工程完工。水库正常蓄水位825米。拦河坝为混凝土双曲拱坝，坝高289m，坝顶高程834m，顶宽13m，最大底宽72m。左图为大坝景观图，右图为该区域的等高线地形图（图中a处为大坝，等高距为100米，等高线数值整百）。
一、水库与大坝选址
若计划在该区域修建水库大坝，坝址最好选择在甲乙丙丁中的哪一处？
坝址
① 选在两侧等高线密集的河流峡谷出口最窄处（因该处筑坝工程量小、造价低、库区容水量大）
② 应避开喀斯特地貌区、地质断裂带，并考虑移民、生态环境等问题。
注意：
1.在落差大、峡谷多的干支流上，可以采取梯级开发方法，建造多层水电站，提高水能利用率。
2.地质：岩石土层坚实牢固，无断层、石灰岩及其溶洞（不易透水，渗漏）。
库区
宜选在河谷、山谷地区， 或“口袋”形的洼地或小盆地， 以保证有较大的集水面积和库容。
大坝的选址
水能丰富程度：落差大、流量大
工程条件：峡谷河段，筑坝工程量小（口袋型最好）；地质基础好、安全性好
人文条件：移民少，淹没农田和文物古迹少
二、水库与大坝的影响
河床粗化？
三峡大坝拦截泥沙，出库水流含沙量低，挟沙能力增强，细沙易被带 走，河床易粗化。
三峡水库运行后长江中游宜昌段床沙中值粒径变化（单位：mm）
上游
中游
下游
以库区为界，库区以上河段为上游，库区以下为中下游。
三峡工程运用后，下游部分急弯河段发生演变，尤其是七弓岭弯道和观音洲弯道。
2002～2018年下荆江典型急弯河段冲淤厚度分布
七弓岭弯道和观音洲弯道冲淤厚度的变化规律？
凸岸冲刷、凹岸堆积
典型弯道段水流遵循“大水取直，小水坐弯”的基本规律。水沙条件的异常变化是急弯段 “凸冲凹淤”的决定性因素，此外, 凸冲凹淤现象还与河床及河岸组成等因素有关。
中高水主流偏向于凸岸，凸岸流速较大，造成凸岸冲刷，凹岸堆积；
枯水期主流偏向于凹岸，凹岸流速较大，造成凹岸冲刷，凸岸堆积；
水库的调蓄致使枯水流量持续时间缩短，中高水历时延长，凹岸侵蚀量小于堆积量，凸岸侵蚀量大于堆积量。
凹岸长期受侵蚀作用，河床颗粒物大于凸岸，抗侵蚀能力强；
凹岸的护岸工程有利于减少凹岸流速，促进凹岸堆积。
凸冲凹淤？
水利工程（大坝）建设
有利影响
社会经济效益：改善航运；开发水能资源；供水、灌溉；防洪；水产养殖（与水域面积、水质相关）；旅游
生态效益：调节库区气候；缓解生态环境压力；拦截泥沙，降低河流含沙量；改善水质
不利影响
上游（库区）：淹没原有生产、生活设施及文物古迹等，生物多样性受影响，诱发地质灾害、泥沙淤积、土壤次生盐碱化等
下游（三角洲）：径流量减少、海水侵蚀海岸加剧、三角洲萎缩、海水倒灌、营养物质减少、河口渔业受影响等
蓄清排浑
为了减少库区泥沙沉积，保证库容量并蓄水的一种措施。在我国大多在汛期7～9月排浑，汛后10月～11月蓄清。蓄清期通俗的讲是指水库的水不出不进，相对而言将水自然澄清的一个时期，主要是在降水较少的季节，少水或无水进入水库，有利于水库的蓄清。（蓄水期是指只进不出，让水分越积越多的一个过程。）排浑期指的是开闸放水，把浑浊的水排放出去，引进新的水源，以保证水质的时期。
腾库容
一般水库都是在雨季刚要结束时应开始蓄水，此时正值丰水期后期，水量较大，同时含沙量较小，适合蓄水。而在汛期前开始排水，保证水库防洪功能的完成。比如每年4、5月，三峡水库开始放水，在涨水前逐渐使三峡水位放至145米的汛期水位，长江上游的雨水，冰川融化的水等等要多一些，长江每年7、8、9月为洪水期，这个时间过后每年的9月底左右开始蓄水，逐渐使三峡水位蓄至175米的非汛期水位，再根据三峡大坝以下的情况调节水位。
部分河流进行大坝拆除的原因分析
拆坝原因
大坝已经成为废坝、弃坝和危坝
生态问题：不利于水生生物洄游；改变水生生物栖息环境，影响生物多样性；坝区淤积；河口海水入侵
产业结构调整，能源需求减少；能源结构调整等
环保政策
三、其他坝体
丁坝是一种水利工程设施，是一段伸入河水(或海水)中的堤，其一端与河(海)岸相接，另一端伸入水域中，与堤岸构成“丁”字形(下图)。莱茵河流经西欧，是世界最繁忙的河流航道之一。莱茵河和黄河下游部分河段都建有丁坝。据此完成4～5题。
4．莱茵河丁坝建成后，主航道(　　) A．流量减少 B．水流变缓
C．淤积加重 D．航道水深增加5．不同于莱茵河在两岸修建丁坝，黄河下游仅在一岸修建丁坝。推测黄河下游丁坝位置及主要作用分别是(　　) A．凹岸、减少泥沙淤积
B．凹岸、减轻流水冲刷
C．凸岸、减少入海水量
D．凸岸、提高冲淤能力
D
B
1. 丁坝（挑流坝）
（1）由河岸伸入河水（或海水）中，后端与河岸相连，形似 “丁字形”的堤坝。
（2）原理：丁字坝深入河道，使水流集中在河道中心，加快流速、刷深河床、抑制泥沙沉积和加深航道水深；同时使靠近河岸的流速趋缓，减小甚至避免水流冲刷河岸。
2.顺坝（导流坝）
坝身较长，与水流方向大致平行或有很小交角，沿治导线布置，它具有束窄河槽、引导水流、调整岸线的作用。
分布：设在水流分散的过渡段，分汊河段的分、汇流区，急弯和凹岸尾部，以及河口治理段。
3.人字坝
丁字坝 河道中心流速加快，航道加深；河岸处流速缓慢，减弱河岸冲刷
人字坝 减轻对坝体冲击；可精准分流，保证合理分配水量；减少泥沙淤积
顺坝、梳齿坝 水道变窄，归顺水流，增加水深
贵州省安顺市分布着星罗棋布的屯堡(屯垦的军士建设的村寨) (下图)。鲍家屯是600多年前的鲍家先祖遵循“养兵而不病于农者，莫如屯田”的原则建设的，古人建设了十分完善的水利工程，通过逐级分水坝，将水分配到下级渠道。
1．屯堡选址的主要区位因素是（ ）
A．河流 B．地形 C．交通 D．军事
2．水利工程采取逐级分水坝，形成两河绕田坝的态势。这样设计的主要目的是（ ）
A．分流河水，减少洪灾 B．方便人们生活用水
C．控制水量，减少旱灾 D．让水自流，方便灌溉
B
D
山东临沂小埠东拦河橡胶坝——世界上最长的橡胶坝，由16段组成，每段70米，全长1135米。
橡胶坝通过充排管路用气（水）将其充胀形成的袋式挡水坝。
作用：坝顶可以溢流，并可根据需要调节坝高，控制上游水位，以发挥灌溉、发电、航运、防洪、挡潮等效益。
4.橡胶坝
河流中常见的橡胶坝是用高强度橡胶材料做坝袋的浸流式挡水坝，工程师在橡胶坝的基础上发明了气囊坝。气囊坝嵌入气囊及曝气（向污水中强制通入空气）装置。下图示意我国某地气囊坝的景观及结构。
5．与传统橡胶坝相比，该地采用气囊坝的优点是气囊坝能够（ ）
A．调节径流 B．降低成本 C．抵御冲击 D．减轻淤积
6．在借鉴欧洲气囊坝结构的基础上，我国工程师提出增设延长板体与铰链连接座，这主要是考虑到我国多数河流（ ）
A．流量大 B．流速快 C．含沙量大 D．水位变化大
7．气囊坝体中部留有豁口，其目的是便于（ ）
A．泄水排洪 B．放水冲沙 C．鱼类洄游 D．水体更新
D
D
C
5.淤地坝
作用：拦截泥沙，防治水土流失；淤地坝中建设农田，改善当地生产生活条件。
淤地坝是黄土高原地区人民在长期水土保持实践中独创的治理水土流失的一种行之有效的工程措施。下图示意淤地坝结构，完成下面小题。
1．淤地坝的作用是（ ）
A．沿等高线修筑，可以截流蓄水 B．在沟道中修建，用于淤泥造地
C．成品字形排列，利于树木成活 D．在沟道中修建，用于稳定沟坡
2．治黄先治沙，治沙先治水，说明（ ）
A．要对全流域进行统筹调度 B．放水冲沙是解决黄河水害的根本措施
C．水土保持利于调沙减淤 D．黄河含沙量大是水量不足的主要原因
3．淤地坝造成的影响是（ ）
A．蓄水使水库发电能力增强 B．河口三角洲面积增速变快
C．流域生物多样性减少 D．减少下游的洪涝灾害
B
C
D
它(tuō)山堰与郑国渠、灵渠、都江堰合称为中国古代四大水利工程，堰体由巨石砌成，底部宽，顶部窄，堰底倾向上游，堰体向上游稍鼓出成弧形。筑堰以前，海潮可沿甬江上溯到鄞(yín )江。下图为它山堰位置及堰体景观图。
1．对海潮上溯的季节和主要原因叙述正确的是（ ）
A．冬季 河流水位低 B．夏季 台风强度大
C．冬季 海陆风强 D．夏季 海水膨胀
2．它山堰仍可以继续发挥的作用有（ ）
①阻咸　②蓄淡　③排涝　 ④灌溉和生活供水 ⑤发电
A．①②④⑤ B．①③④⑤ C．②③④⑤ D．①②③④
3．对堰体构造设计功能描述错误的是（ ）
A．巨石砌成　坚固耐用 B．倾向上游　抗滑泄洪
C．底宽顶窄　稳固泄洪 D．堰体弧形　美观大方
A
D
D
宁波它山堰是中国水利史上首次出现的块石砌筑的重力型拦河滚水坝，全长113.7米，堰面顶级宽3.2米，第二级宽4.8米，总高5米。其砌筑所用石块是长2至3米、宽0.5米至1.4米、厚0.2米至0.35米的条石，堰顶可以溢流。它山堰选址合理，设计科学，具有阻咸、蓄淡、灌溉、泄洪等功能。洪涝灾害时70%水量流入鄞江，30%水量流入樟溪；发生干旱灾害时，70%水量流入樟溪，30%水量流入鄞江。
在筑堰以前，海潮可沿甬江上溯到章溪，由于海水倒灌使耕田卤化，城市用水困难。它山堰是阻咸引淡的渠首工程。
6.河口坝/闸
地势低平区河口建水坝，有阻咸和蓄淡的作用；可以减轻海水顶托作用，减少潮流带来的泥沙淤积；可以减轻海水倒灌，保护淡水资源，保护河口生态环境。枯水季节河口水闸的阻咸作用更加明显。
挡潮闸什么情况下打开，什么情况下关闭？
涨潮时，潮水位高于河水位，关闸挡潮；
汛期退潮时，潮水位低于河水位，开闸排水。枯水期闸门关闭，既挡潮水，又兼蓄淡水。
【2024湖北卷】芦林湖是江西庐山风景名胜区内一处著名景点和重要水源地，它是利用原有河谷地形筑坝形成的人工湖，湖水清澈，湖畔浓荫馥郁（下左图）。某研学小组实地调查发现，在该湖东北不远处的谷地里建有一座小型溢流坝，坝体由就地取材的沙、砾石浇筑而成。下右图示意芦林湖及周边地形。
（1）拦沙是该溢流坝的主要功能，请说明理由。(8分)
①该地降水丰富，上游河段洪水期水流速度快，携带了大量砾石和泥沙；②修建溢流坝可以有效减缓流速，河流侵蚀和搬运作用减弱，沉积作用增强；③河水挟带的泥沙，大量在坝内淤积，入湖泥沙减少；④清澈的河水可从溢流坝上方流至芦林湖，保证芦林湖具有良好水质和较大蓄水量（库容）。
【2024湖北卷】芦林湖是江西庐山风景名胜区内一处著名景点和重要水源地，它是利用原有河谷地形筑坝形成的人工湖，湖水清澈，湖畔浓荫馥郁（左图）。某研学小组实地调查发现，在该湖东北不远处的谷地里建有一座小型溢流坝，坝体由就地取材的沙、砾石浇筑而成。下右图示意芦林湖及周边地形。
（2）结合右图，分析建设该溢流坝的有利条件。(6 分)
①该处地形平缓开阔，流速较缓，储存空间大，利于泥沙淤积；②离湖较近，能有效减少泥沙入湖，③河道附近多沙，砾石，建坝原材料丰富；④距公路较近，交通便利，便于及时清淤。
贝努埃河发源于喀麦隆，注入尼日尔河，为尼日利亚第二长河流，全流域水土流失严重。1978年，喀麦隆在贝努埃河干流上修筑拉格都大坝，大坝建成后，下游尼日利亚的洪泛平原面积不降反升，并且尼日利亚的灌溉农业受到严重影响。下图示意贝努埃河流域和拉格都大坝的位置。据此完成1～3题。
1.拉格都大坝建成后，下游洪泛平原面积不降反升，主要因为（ ）
A.丰水期流量减小 B.枯水期流量增大 C.输沙总量增多 D.河床淤积抬高
2.拉格都大坝干扰了尼日利亚灌溉农业，主要表现在（ ）
①下泄径流量减小　②部分灌溉取水口废弃
③河水输沙量增大　④径流稳定性减弱
A.①② 　B.②③ 　
C.③④ 　D.①④
3.为减轻对尼日利亚带来的弊端，
拉格都大坝适宜（ ）
A.集中泄水 B.开孔排沙
C.降低水位 D.筑高坝体
D
A
C
黄河四排口河段位于宁夏平原，河段为粉细砂河床，属典型游荡型河道，左岸常遭到冲刷，主流直接冲刷河堤。为消除险情，四排口河段实施了整治工程，在河道左岸修建了丁坝群，在右岸开挖引河，实现了“以坝护弯，以弯导溜”。图1示意四排口河段，图2示意某典型断面河床变化，图3示意丁坝功能，长丁坝使水流动力轴线发生偏转，趋向对岸，起挑流作用；短丁坝起局部调整水流保护河岸的作用。由丁坝组成的护岸工程，能控导流势，保护堤岸，又有束狭河床、堵塞岔口和淤填滩岸的作用。据此完成4~6题。
4.7～10月，两岸冲淤形势差异的原因包括（ ）
①左侧丁坝引流，流速加快　②左岸作为凹岸，遭惯性冲刷　
③右侧远离丁坝，干扰较小 ④右岸坡度较缓，过水断面大
A.①② 　 B.①④ 　C.②③ 　D.③④
5.10月之后，冲淤形势调整主要由于（ ）
A.输沙量下降 B.径流量下降
C.丁坝裸露 D.河床降低
6.在右岸开挖引河主要为了（ ）
A.分流洪峰 B.分流泥沙
C.减轻右岸淤积 D.保护左岸丁坝
D
B
A
7.(16分)通济堰工程是浙江南部山区一处古老的水利工程，至今发挥着引河水灌溉的功能。该地区种植水稻的历史悠久，一年种植两季水稻。该工程主要由拱形堤坝(高仅2.5米)、进水闸、排沙门、引水桥和水渠等组成。研究发现，堤坝呈拱形使得河水对坝体的冲击力被引向河岸。排沙防淤是水渠维护的首要任务。下面图1为该水利工程及周边地区示意图，图2为甲地引水桥景观。
(1)该地7月是引水灌溉的旺季，请说明理由。(4分)
7月为伏旱天气，气温高，降水少，蒸发旺盛；
为晚稻播种季节，稻田需水灌溉。
7.(16分)通济堰工程是浙江南部山区一处古老的水利工程，至今发挥着引河水灌溉的功能。该地区种植水稻的历史悠久，一年种植两季水稻。该工程主要由拱形堤坝(高仅2.5米)、进水闸、排沙门、引水桥和水渠等组成。研究发现，堤坝呈拱形使得河水对坝体的冲击力被引向河岸。排沙防淤是水渠维护的首要任务。下面图1为该水利工程及周边地区示意图，图2为甲地引水桥景观。
(2)与②处相比，分析人们选择在堤坝①处设置排沙门的原因。(6分)
靠近进水闸，有助于减少泥沙入水渠；
靠近岸边，河水受堤坝阻滞和引流，带来泥沙汇聚，含沙量大；
水流冲击力较大，流速快，有利于排沙。
7.(16分)通济堰工程是浙江南部山区一处古老的水利工程，至今发挥着引河水灌溉的功能。该地区种植水稻的历史悠久，一年种植两季水稻。该工程主要由拱形堤坝(高仅2.5米)、进水闸、排沙门、引水桥和水渠等组成。研究发现，堤坝呈拱形使得河水对坝体的冲击力被引向河岸。排沙防淤是水渠维护的首要任务。下面图1为该水利工程及周边地区示意图，图2为甲地引水桥景观。
(3)为防止水渠淤积泥沙，人们在甲地修建了引水桥，请说明理由。(6分)
该地降水多且集中，溪流上游地势起伏较大，水流速度快，易挟带泥沙；
甲地地形平坦，水流速度减缓，泥沙易沉积；
溪水与水渠水各行其道，防止水渠淤积泥沙。
8.(14分)宋代以来，珠江三角洲某地的人们通过沿江沿海筑堤、修坝、淤地等一系列人工活动围垦田地。堤围始建于宋代，初次合围(环绕围垦田地的外堤合拢)于明初，兴盛于清中叶。右图示意该地不同时期的围垦景观。围内河道纵横交错。
(1)宋元时期，当地乡民沿水而居，居民点呈散点状分布。分析居民点呈散点状分布的主要自然原因。(2分)
地势低洼，河网密布，可利用的土地块小而分散。
8.(14分)宋代以来，珠江三角洲某地的人们通过沿江沿海筑堤、修坝、淤地等一系列人工活动围垦田地。堤围始建于宋代，初次合围(环绕围垦田地的外堤合拢)于明初，兴盛于清中叶。右图示意该地不同时期的围垦景观。围内河道纵横交错。
(2)明代中期，当地形成了较为完备的水利系统，水稻产量显著提高并有大量余粮输出。说明堤坝对提高水稻产量的作用。(6分)
过堤坝围垦，增加土地面积，扩大种植规模；
沿江(河)堤坝便于防洪、灌溉，提高土地质量，改善种植条件；
沿海堤坝防止海潮入侵，保护农田安全。
8.(14分)宋代以来，珠江三角洲某地的人们通过沿江沿海筑堤、修坝、淤地等一系列人工活动围垦田地。堤围始建于宋代，初次合围(环绕围垦田地的外堤合拢)于明初，兴盛于清中叶。右图示意该地不同时期的围垦景观。围内河道纵横交错。
(3)清代中期，人口规模扩大，当地农业生产方式由以水稻种植为主逐渐转变为以桑基鱼塘为主。这种农业生产方式的转变适应了当地环境，体现了人地和谐。对此作出合理解释。(6分)
顺应当地气候、地形、水文等自然条件发展桑基鱼塘，因地制宜；
增强了农业生产对旱涝灾害的承受能力，提高了物产的稳定性；
充分利用土地资源，提高了当地资源环境承载力，满足人口发展需要。
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