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水坝
(2021·湖北高考) 阅读图文材料,完成下列要求。
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(图1)。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。图2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。
(2)结合图2,分析建设该溢流坝的有利条件。
【解题导引】
(1)图文信息→溢流坝靠近河流入湖位置→河流上游流经山谷挟带大量泥沙→溢流坝拦截泥沙→保证芦林湖清澈的水质,防止湖泊面积萎缩
(2)图文信息→溢流坝靠近河流入湖位置→地势低平→坝体跨度小→由就地取材的沙、砾石浇筑而成→造价较低→靠近公路→便于施工运输→在公路和桥梁的上游→移民人数少
【尝试解答】
(1)__________________________________________________________________
(2)_______________________________________________________________________________________________________________________________________
拦沙是该溢流坝的主要功能,试分析可延长该溢流坝使用年限的主要生物措施。
大坝,指截河拦水的堤堰,水库、江河等的拦水大堤。一般水库大坝主要由主坝、副坝、正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道、正渠涵管及电站组成。
1.拦水坝
(1)含义:拦水坝,是拦截江河渠道水流以抬高水位或调节流量的挡水建筑物。可形成水库,抬高水位、调节径流、集中水头,用于防洪、供水、灌溉、水力发电、改善航运等。是调整河势、保护岸床的河道整治建筑物。
(2)拦水坝选址:“肚大口小”的地区,蓄水量大,工程建设量小;淹没土地、村庄少的地区,移民搬迁量少;地质稳定、地质灾害少的地区。
(3)拦水坝影响
①有利影响:防洪、发电、航运、旅游、灌溉、供水、水产养殖、调节局部气候、调节径流等。
②不利影响
a.库区:淹没土地;库区移民;地下水位上升,易引起土壤盐碱化;库区泥沙淤积;诱发地质灾害等。
b.下游:水量减少;泥沙减少,三角洲形成减缓,影响河口渔业;海浪侵蚀加重,海岸线后退;阻断鱼类洄游通道等。
(4)主要类型——高坝、中坝、 低坝
①定义:按坝的高度分为高坝、中坝和低坝。我国规定坝高70米以上为高坝,坝高30~70米为中坝,坝高30米以下为低坝,三者均是拦河大坝。
②优缺点比较
a.高坝:优点是库容大、调节洪水的能力强,发电水头高,有效发电时间保证率大;缺点是工程量大、淹没土地面积大、建设周期长、设计难度大、对坝址地质条件要求高。
b.低坝:优点是工程量小、淹没土地面积小,移民数量少,建设周期短、耗资少,蓄水量小、溃坝的威胁小,对流域生态环境影响小;缺点是库容小、调节洪水的能力小、发电水头低,有效发电时间保证率小。
(5)橡胶坝
①含义:又称橡胶水闸,用高强度合成纤维织物做受力骨架,胶布锚固于底板上成封闭状的坝袋,通过充排管路用水(气)将其充胀形成的袋式挡水坝。
②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、挡潮等作用。
(6)地下水坝
①含义:也称“地下截流坝”,利用地下水坝形成人工地下水库是人类开发利用水资源的一种重要方式。
②优点:可以较容易地用灌浆法或板桩法建成;便于分期施工,可收到边施工边开放利用的效益;水坝破损后不存在水灾问题;没有淹没损失问题,蒸发量很少,其水温、水质的年变化小,适于工业与生活用水。但是库水形成时间较长,且蓄水与取水措施都较复杂。
(7)河口坝: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。
2.河堤类坝
(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)
①特点:坝身一般较长,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。
②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)梳齿坝:垂直于顺坝的多条梳齿状坝体,其实,顺坝和梳齿坝这两种堤坝主要起到了规顺水流,让坝两边的江水各归其道,间接提高了深航道水深的作用,对于提高枯水期的河流航运价值有很重要的作用。
(2023·许昌模拟)田湾河是大渡河中游的一级支流(见下图),从巴王海至河口河道全长48千米,天然落差2 120米。田湾河流域梯级水电站是将田湾河干流的水引入支流环河,在环河仁宗海湖口建坝形成水库集中调节,从上至下串联布置仁宗海、金窝和大发3个水电站。这3个水电站按照“清水不下河”的原则进行设计,即上一级发电站的泄水直接进入下一级电站发电。“一库三级”梯级水电站实行统一调度管理,在同一节点接入四川省电网。据此完成1~2题。
1.对田湾河流域梯级水电站运行起到龙头调节作用的是( )
A.仁宗海水电站 B.金窝水电站
C.大发水电站 D.仁宗海水库
2.田湾河流域“一库三级”梯级水电站统一调度管理的突出意义是( )
A.改善航运条件 B.提升防洪灌溉能力
C.避免弃水浪费 D.稳定并增加发电量
(2023·厦门三模)南阳洲地处长江中游的杨林岩水道,是泥沙落淤而形成的江心洲。2003年上游三峡工程的运行、2014年杨林岩水道的整治(鱼骨坝、护滩带)均对南阳洲形态及河道主汊产生显著影响。下图是2003年、2013年、2020年南阳洲形态示意图。据此完成3~5题。
3.与2003年相比,2013年南阳洲整体萎缩的原因除流水侵蚀外,还可能有( )
A.河道落差增加 B.护滩工程建设
C.上游来沙减少 D.洪峰流量减少
4.建设鱼骨坝对南阳洲的主要作用是( )
A.减少侵蚀、减少淤积 B.减少侵蚀、增加淤积
C.增加侵蚀、减少淤积 D.增加侵蚀、增加淤积
5.2014年实施的杨林岩水道整治工程使得河道主汊( )
①加深 ②变浅 ③水面变宽 ④水面变窄
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
6.(经典高考题)辽河地处我国东北半干旱半湿润地区,其干流水量主要来自东侧支流,泥沙则主要来自西侧支流,有“东水西沙”之说。流域内人口密集,工农业生产集中,水资源量远小于其北部的松花江流域,为此国家规划实施“引松济辽”调水工程。下图为辽河流域局部区域图。
“丁坝”是辽河河道整治中常采用的一种工程。图示右上角为丁坝景观图。试推断丁坝的作用。
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综合能力提升7 水坝
典题研析
(1)河流上游流经山谷,挟带大量的泥沙入湖,溢流坝可以拦截泥沙,保证芦林湖清澈的水质;芦林湖为人工湖,拦截泥沙可以防止湖泊面积萎缩。
(2)地势低平,且跨度小,建设难度小、成本低;坝址位于河流出山口,沙、砾石等原料充足,便于就地取材;靠近公路,便于其他原材料的运输;建在公路和桥梁的上游,远离建筑物,移民人数较少,对人类活动影响小。
真题再用
提示:芦林湖流域位于我国南方地区,降水量大,流水的侵蚀搬运强度大,如不治理水土流失,溢流坝会很快被淤平,失去拦沙能力,因此在河流的中上游地区应保护植被,大力植树造林,保持水土,从而达到延长溢流坝使用年限的作用。
对点训练
1.D 2.D [第1题,由图可知,仁宗海水电站位于最上游,因此金窝、大发水电站的发电量受仁宗海水电站下泄水量的制约,而仁宗海水电站的发电量取决于仁宗海水库的水量,故仁宗海水库起到龙头调节作用,D正确。第2题,由材料“从巴王海至河口河道全长48千米,天然落差2 120米”,可知“一库三级”水电站的主要作用是引水发电,统一调度管理对航运、防洪和灌溉基本没有影响,A、B错误;统一调度管理可减少弃水浪费,但难以避免弃水浪费,C错误;“一库三级”水电站的运行,保证了以最小的水量产生最大的电量,提高了水电站的总效率,也增加了枯水期发电量,减小了发电量的季节波动,D正确。]
3.C 4.B 5.B [第3题,河道落差增加会导致流速加快,流水侵蚀作用加剧,导致南阳洲整体萎缩,但题目问的是“除流水侵蚀外”的原因,A错误;护滩工程建设和洪峰流量减少都会使得流水对南阳洲的侵蚀作用减弱,南阳洲的面积应该增大,B、D错误;结合材料和所学知识可知,三峡工程的运行会起到拦沙的作用,导致上游来沙减少,下游沉积作用减弱,南阳洲整体萎缩,C正确。第4题,结合所学知识并读图可知,2014年鱼骨坝建设后至2020年,南阳洲的面积扩大,可推测鱼骨坝对流水起到了一定的阻挡作用,使其流速降低,侵蚀作用减弱,淤积作用增强,B正确。第5题,读图可知,2014年鱼骨坝建设后至2020年,南阳洲的面积扩大,导致河道主汊变窄,水面变窄,③错误,④正确;在河道变窄的情况下,水流通过主汊的速度会加快,导致侵蚀作用增强,河道加深,①正确,②错误。故选B。]
6.解析:“丁坝”是由堤岸向河流中部伸出的垂直河流的直墙,能够减轻河水对堤岸的冲蚀,减少河床中部泥沙的沉积,通过束水可提高枯水季节水位,有利于河运。
答案:保护河岸;提高枯水季节河流水位,利于通航;提高河水流速,减少泥沙在河床中部的沉积。
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综合能力提升练(七) 水坝
(2023·泉州一模)汾河是山西第一长河,其中下游地区水资源利用程度高,河道断流、地下水位下降、水质污染等现象时有发生。山西多次对汾河进行大规模治理,在中下游干流布置了15座液压坝蓄水闸(注:液压坝即运用液压对闸门进行升降的活动坝)。为维持液压坝可持续运行,有时需自下游向上游依次降下闸门,图1是液压坝纵坡面示意图,图2是液压坝实景图。据此完成1~3题。
1.该河干流布置有多座液压坝的目的是( )
A.防范凌汛 B.改善环境
C.渔业养殖 D.保持水土
2.选择自下游向上游依次降下液压坝闸门的主要目的是( )
①利于冲淤 ②防止洪水叠加 ③减少河道冲蚀 ④减少设备损伤
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
3.冬季将闸门放低(闸门打开角度调小)的目的是( )
A.增加积蓄水量 B.避免流冰损坏闸门
C.便于鱼类洄游 D.增加库容
(2024·丽水模拟)下图的桃花河位于我国鄱阳湖平原地区,村民为了灌溉方便,开挖了两条水渠,并在河中修筑两条低矮的水坝(低于河水水面)。据此完成4~5题。
4.图中水坝的主要作用是( )
A.抬高水坝上游水位 B.加快水坝下游流速
C.减少水渠流量 D.拦截上游泥沙
5.图中甲、乙、丙、丁四处河岸泥沙淤积作用最强的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
6.(2023·三亚二模)阅读图文材料,完成下列要求。
“柔性淡水水库”是指入海河流上游来水在潮水顶托作用下滞蓄在河道内,形成的一片淡水区域。涨潮的最尾端即为“柔性淡水水库”的大坝,坝址及坝高随潮水位涨落而不断变化。韩江、榕江、练江是粤东地区的主要入海河流,其中韩江和练江入海口均设有挡潮闸,榕江无挡潮闸。三江水资源分配不均,开发不平衡。对此,广东省提出通过韩江—榕江—练江三江调水工程(下图),从韩江鹿湖调水,以榕江作为通道和第二水源,通过榕江关埠引水工程和潮水溪疏浚工程将水引到练江,以优化区域水资源配置,关埠泵站、塭嘴水闸均在榕江“柔性淡水水库”的范围内,涨潮时开启关埠泵站,抽水至关埠引水工程,关闭塭嘴水闸;当落潮且水位较低时,关闭关埠泵站,仅开启塭嘴水闸,以保障下游生态需水。
(1)推测榕江口未修筑挡潮闸的原因。
(2)简述从榕江向练江调水开辟关埠引水工程、潮水溪疏浚工程两条通道的目的。
(3)说明涨潮时开启关埠泵站、关闭塭嘴水闸的益处。
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综合能力提升练(七) 水坝
1.B 2.D 3.B [第1题,通过在河道内设置液压坝蓄水,抬高河道水位,拦蓄洪水,为堤外蓄水湿地提供水源,同时河道内形成蓄水水面,增补地下水,改善周边生态环境,B正确。第2题,采用自下游向上游依次开闸运行调度方式不会引起洪水叠加,会使河道内洪水平稳下泄,减少河道冲蚀,冲淤能力减弱,②③正确,①错误;开闸运行调度方式的不同,对设备损伤的影响不大,④错误。故选D。第3题,汾河流域地处温带季风气候区,冬季河流结冰,会有冰块在河面上漂浮和流动,冬季将闸门放低,可减轻流冰对闸门的冲击力,避免流冰损坏闸门,B正确;冬季放低闸门,可减少积蓄水量,也可为来年汛期腾出库容,但这不是其主要目的,A、D错误;冬季,鱼类洄游,主要是越冬洄游,是为了寻找适宜生存的温水,而越往汾河上游,气温越低,鱼类较少洄游,C错误。]
4.A 5.A [第4题,根据材料信息可知,修建水坝的目的是方便灌溉,其主要作用是阻挡上游来水,抬高水渠入口处水位,从而增加水渠流量,A正确,C错误;修建水坝并不能加快水坝下游的流速,B错误;拦截上游泥沙不是其主要作用,D错误。第5题,根据材料信息可知,甲处位于河流凸岸,且此处等高线由密变稀,地形由陡变缓,加上水坝阻挡,河流流速减慢,搬运能力下降,淤积作用最强,A正确;乙、丁两处位于河流凹岸,以侵蚀作用为主,且丁处位于水坝下游方向,水坝拦截了部分泥沙,排除B、D;丙处虽然位于凸岸,但位于甲处下游方向,且甲、丙之间等高线稀疏,河流流速慢,泥沙容易沉积,所以丙处淤积作用不是最强,排除C。]
6.解析:第(1)题,根据材料信息可知,榕江无挡潮闸,主要原因在于榕江入海口处水域开阔,筑闸工程量较大,建设成本较高;同时,榕江入海口附近为汕头市,经济发达,航运价值较高,修筑挡潮闸对航运影响较大,不利于本地区经济发展。第(2)题,开辟两条通道的目的可以从调水分配、生态环境等角度分析。一方面,通过关埠引水工程、潮水溪疏浚工程可以增加总调水量,提高调水能力,保障练江上、中、下游水资源合理分配;另一方面,当落潮且水位较低时,关闭关埠泵站,仅开启塭嘴水闸,以保障下游生态需水,改良潮水溪沿线生态系统。第(3)题,根据材料可知,当涨潮时,“柔性淡水水库”水位升高,开启关埠泵站,可以使得该水泵提水高度减小,节省提水的电力成本;涨潮时淡水无法外排,通过泵站抽水,可以促进水体流动,从而保障水体水质;而关闭塭嘴水闸,可以延长“柔性淡水水库”高蓄水位的时间,增加落潮时可以利用的淡水资源。
答案:(1)榕江口水域开阔,筑闸工程量大;榕江口附近经济较发达,航运价值较高,修筑挡潮闸对航运的影响大。
(2)增加总调水量;保障练江上、中、下游水资源合理分配;改良潮水溪沿线生态系统。
(3)涨潮时“柔性淡水水库”水位升高,开启关埠泵站水泵使提水的高度减小,此时抽水可节省电力成本;涨潮时淡水无法排泄,通过泵站抽水促进水体流动,保障水质;关闭塭嘴水闸,延长“柔性淡水水库”高蓄水位的时间,增加落潮时可利用的淡水资源。
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