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跨学科主题学习 探究“束水攻沙”原理
项目主题 “束水攻沙”的原理及运用
项目背景 黄河自古多忧患，古人“筑堤束水、以水攻沙”“蓄清刷黄”来治理黄河。某地理学习小组开展活动，目的为认识“束水攻沙”的原理及运用。
任务一 认识河流流速与过水横截面面积的关系
在相同流量下，由于河流在不同河段的过水横截面面积不同，河流的流速也存在差异。公式:流量(Q)=过水横截面面积(S)×流速(V)。
(1)计算:
假设河流流量保持900 立方米/秒不变，计算下面河流不同河段的流速。
河段 流量(立方米/秒) 过水横截面面积(立方米) 流速(米/秒)
甲 900 450
乙 900 300
丙 900 150
丁 900 180
(2)结论：河流的流速与过水横截面面积有关，当河流的流量一定时，过水横截面面积越大，河流的流速越 ；过水横截面面积越小，河流的流速越 。
任务二 认识河流流速与冲刷泥沙能力的关系河流流速快，搬运能力强，以冲刷侵蚀为主；
流速慢，搬运能力弱，以淤积为主。
(3)黄河的不同河段中， 的流速最慢，冲刷力最小。
(4)d图直观展示了黄河下游的“地上河”景观，根据所学的知识，梳理其形成过程：
任务三 “束水攻沙”原理的运用
明代著名黄河治理专家潘季驯认为“筑堤束水，以水攻沙，水不奔溢于两旁，则必直刷乎河底”。他认为除堵决口外，以主要力量在黄河下游的河道两岸，紧逼水滨，建筑坚固的堤防。这两道南北大堤被称为近堤或缕堤，是束水攻沙的最主要工程。不过由于南北两堤逼水太近，即使建得非常坚固，如遇特大洪水，黄河也会溃堤泛滥，酿成洪灾。为了防范，他们又在南北缕堤之外，再各筑一道远堤，又称遥堤。这种近、远双重的河堤，普遍修建于黄河下游(接近海口的河段除外)，其中的某些险要河段，于近、远堤外，又建有月堤加固(如下图所示)。
(5)根据“筑堤束水”工程原理，你认为这种工程可以建立在黄河的“地上河”河段吗 试从流速、过水横截面面积、河流冲刷力的关系说明。
黄河是世界上含沙量最多的河流。其上游输沙量约占全河的8%，中游输沙量占全河的90%以上。近几十年来，我国重点开展了其泥沙主要来源区的综合治理，通过修建黄河小浪底水库，拦截泥沙，放水冲沙，减少下游河床淤积，对下游及河口的生态环境和自然灾害的发生频率产生影响。
(6)小浪底冲沙效果最佳的水库放水方式是( )
A.洪水期持续放水 B.枯水期持续放水
C.洪水期集中放水 D.枯水期集中放水
黄河下游河道按照平面形态的不同可以分为游荡型河段(水流散乱呈辫状，变动不定的河道)、过渡型河段(河道逐渐收窄，水流趋于集中，河床稳定性有所提高)、顺直微弯河段等类型。从春秋时期开始，人们就不断探寻黄河的治理措施，先后摸索出“宽河固堤”“束水攻沙”等技术。
(7)根据材料中黄河下游河道不同平面形态，分别指出最能体现“宽河固堤”和“束水攻沙”的河段类型。
任务四 黄河的综合治理
(8)河床不断升高，人们被迫筑堤束水。暴雨季节，河水猛涨，两岸河堤随时随处都有洪水泛滥的危险。因此，我国对黄河进行了综合治理，说出综合治理黄河的主要措施。
跨学科主题学习 探究“柬水攻沙”原理
答案 (1)2 3 6 5
(2)慢 快
(3)下游
(4)黄土高原 低平 抬高
(5)可以建设在“地上河”河段。筑堤束水可缩小该河段过水横截面面积，加快河流流速，从而增大对河床底的冲刷能力。河道两岸修建多重堤防，从而不让水溢出，也可有效保护河道周边地区。
(6) D
(7)宽河固堤一游荡型河段；束水攻沙一顺直微弯河段。
(8)在上游，建设防护林，退牧还草；在中游，通过退耕还林还草、陡坡植树种草等生物措施和缓坡修建梯田、坡脚修挡土坝等工程措施加强水土流失综合治理，利用水利枢纽调水调沙；在下游加固黄河大堤。
解析 (1)根据原公式可推导出：流速(V)=流量(Q)÷过水横截面面积(S)，代入数值计算即可。(2)根据推导出的公式可知流速与过水横截面面积成反比。(3)黄河下游河段地势低平，流速缓慢。(4)黄河中游流经黄土高原，该区域由于土质疏松、降水集中、植被稀少等，水土流失严重，导致黄河含沙量增大；黄河从中游挟带大量泥沙进入黄河下游，流经华北平原，由于地势低平，河床宽敞，水流缓慢，泥沙大量淤积，导致河床抬高，成为举世闻名的“地上河”。(5)筑堤束水可增大对“地上河”河段河床底的冲刷能力。河道修建多重堤防，从而不让水溢出，也可有效保护河道周边地区。这种“筑堤束水”工程可以建设在“地上河”河段。(6)黄河小浪底水库冲沙效果最佳的放水方式是枯水期集中放水，一般是在每年的6月中旬——7月初，正值河流进入汛期以前，水库水位较低，此时水库集中放水，大量的水库水会流入河流，使下游河流流量增大、流速加快，将下游河床淤积的泥沙送入大海，使下游河床降低。(7)游荡型河段河道断面宽浅，河流下切侵蚀弱、侧蚀强，堤坝易被侵蚀，为了防洪，对此河段采取宽河固堤措施。对顺直微弯河段，可以采取束水攻沙，修筑堤坝控制河流宽度，可以增加河水流速；增强河水的搬运能力，减少泥沙沉积；流速增大，对河床侵蚀作用增强，可以冲刷搬运河床淤积的泥沙，加深河床。(8)在黄河上中游加强生态治理，生物措施和工程措施相结合，在下游加固堤坝来综合治理黄河水患。

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