[跨学科主题学习]探究“束水攻沙”原理 学案 - 2025-2026学年地理人教版（2024）八年级上册

[跨学科主题学习]探究“束水攻沙”原理 1.运用实际数据，计算河流的过水横截面面积。 2.结合实例，探寻不同河段的河流过水横截面面积与河宽、水深的关系。 3.运用相关数据，探寻河流过水横截面面积与流速的关系。 4.结合黄河实例，探究黄河“束水攻沙”的原理。 任务一：计算河流的过水横截面面积 河流的过水横截面近似倒梯形。假设一条河 流某处的河底宽度(a) 为60米，河水深度(h)为3米时，河 面宽度(b)为100米(图1)。 运用梯形面积公式，计算河流在该处的过水横截面面积(S),写出计算过程。 任务二：探寻不同河段的河流过水横截面面积与河宽、水深的关系 假设图2中甲、乙、丙、丁各河段河底宽度均为河面宽度的12,利用河流过水橫截面面积计算公式，完成表l。 任务三：探寻河流过水横截面面积与流速的关系 流量(Q)是河流过水横截面面积(S)与流速(v)的乘积。可以借用下面的例子理解河流流量的计算方法。如图3在AB位置垂直河流做一个横截面，假设河水通过AB位置横截面的平均流速为2米/秒，可以从AB位置向下游2米处的CD位置再截取一个横截面。假设河流两岸平行、河底宽度不变，AB至CD间的水量在数值上等于以AB过水横截面为底，高为2米的棱柱体积。该体积就是通过AB横截面的流量值。 (1)根据以上描述，列出流量的计算公式。结合任务一的计算结果，计算此时河流经过该横截面的流量。 (2)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。假设流量保持900米3/秒不变,根据表1中计算的甲、乙、丙、丁四地的过水横截面面积，试计算甲、乙、丙、丁四处的河流流速，并绘制河流过水横截面面积-流速关系图(图4)。 (3)根据图示绘制的曲线，描述河流流速与河水过水横截面面积之间的关系。 ‌ 任务四：探究黄河“束水攻沙”的原理 潘季驯“束水攻沙”方略的核心思想是:“水分则势缓，势缓则沙停，沙停则河饱，尺寸之水曾由沙面，止见其高。水合则势猛，势猛则沙刷，沙刷则河深，寻丈之水皆由河底，止见其卑。筑堤束水，以水攻沙，水不许溢于两旁，则必直刷平河底。一定之理，必然之势，此合之所以愈于分也。” (1)请用现代汉语描述潘季驯的“束水攻沙”方略。 (2)河流的流速越大，搬运和冲刷泥沙的能力就越强。试从流速与河流过水横截面面积的关系说明“束水攻沙”原理。 【学后反思】 【达标训练】 如图所示，古人“筑堤束水、以水攻沙”“蓄清刷黄”来治理黄河。读图完成1～2题： 1．河道修建多重堤防的主要目的是改变河流的（   ） A．水量 B．含沙量 C．水质 D．流速 2．“筑堤束水”设计有可能分布在（   ） A．有“地上河”的中游 B．水土流失严重的中游 C．有“地上河”的下游 D．水土流失严重的下游 黄河下游河道按照平面形态的不同可以分为游荡型河段、过渡型河段、顺直微弯型河段等类型。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（拓宽河道，加固河堤）”“束水攻沙（收窄河道）”等措施，有效调控了黄河不同河段的泥沙冲淤情况。下图示意黄河下游不同类型河段分布。完成3～5题： 3.与黄河下游河道平面形态类型多样关联性最大的是（   ） A．支流汇入数量 B．河岸岩性土质 C．中游河床落差 D．河岸植被盖度 4.“宽河固堤”与“束水攻沙”措施对实施河段的影响分别是（   ） A．河道变弯侧蚀增强 B．河道变深河宽变窄 C．淤积增多下蚀增强 D．水位不变流速减慢 5.小浪底水库投入使用后，其下游的游荡型河段（   ） A．沙洲面积增大 B．河道形态趋稳 C．汛期淤积加剧 D．河道更加弯曲 6.阅读图文材料，完成下列要求。 历史上黄河下游以“多淤、易决、善徙”著称，入海口频繁改道。黄河下游决口泛滥见于20世纪50年代前历史记载的约1500余次，较大的改道有二三十次，洪水遍及范围北至海河，南达淮河，纵横25万平方千米，对黄淮海平原的地理环境影响巨大。早在明代就有人提出“筑堤束水，以水攻沙”的黄河下游治理策略。图示意黄河历次大改道和海岸线的变迁。 (1)分析黄河下游“多淤、易决、善徙”的自然原因。 (2)说明黄河改道之间与河口三角洲海岸线变化存在的关联性。 (3)简述“筑堤束水，以水攻沙”可有效解决黄河下游河段泥沙淤积问题的地理原理 【参考答案】 任务一： 任务二： 任务三： (1)流量的计算公式是Q=Av‌，其中‌Q代表流量，单位是m³/s；A代表过水断面面积，单位是m²；v代表平均流速，单位是m/s‌‌。 通过AB横截面的流量值=240平方米×2米/秒=480m³/s。 (2) (3)‌河流流速与河水过水横截面面积之间成反比关系‌。当河流的流量保持一定时，河水的过水横截面面积越大，流速就越小；反之，过水横截面面积越小，流速就越大。‌ 任务四： (1)潘季驯观察到黄河含沙量大的特点，并认识到分流会导致水势缓慢，泥沙容易停积在河床，造成河道淤积。因此，他提出了“筑堤束水，以水攻沙”的理论。这一理论的核心在于，通过在黄河下游两岸修筑堤防，防止河水分流，使水量集中，形成强劲的水流。这样，水流的速度会加快，冲刷力也会增强，从而能够有效地将泥沙挟送并冲入海中，减少河床沉积。 (2)‌“束水攻沙”原理是利用河流流速与河流过水横截面面积之间的关系，通过修筑堤防缩窄河床断面，从而加快流速，提高水流的挟沙能力，将泥沙冲刷并输送到海里‌。 【达标训练】 1．D 2．C【解析】第1题，阅读图文材料并结合所学知识可知，河道修建多重堤防，主要是“筑堤束水、以水攻沙”，也就是束水固堤，提高水流速度来增强河流的搬运能力，使泥沙能够快速下泄入海，以达到治沙的作用。第2题，黄河中游流经黄土高原，由于水土流失严重，河流泥沙大增，下游在华北平原上，河床宽坦，水流缓慢，泥沙大量淤积，使河床抬高，成为举世闻名的地上河，长期以来，人们采取修筑堤防的方式来约束洪水，致使河床与两岸地面的高差越来越大。历史上黄河下游曾多次决口泛滥，给华北平原地区的人民带来了沉重的灾难，所以“筑堤束水”设计有可能分布在有“地上河”的下游。 3.B 4.C 5.B 【解析】第3题，结合所学知识可知，黄河下游流经地区的岩性土质不一，不同河段河岸发生差异侵蚀，造成不同河段河流含沙量以及淤积量的不同，从而造成河道平面形态类型多样，与黄河下游河道平面形态类型多样关联性最大的是河岸岩性土质。第4题，由材料分析可知，“宽河固堤”是指拓宽河道，加固河堤。拓宽河道可以减缓河流流速，加大泥沙在该河段的淤积，进而减少泥沙在下游河段的淤积，而加固河堤可以减少该河段洪涝的发生；“束水攻沙”是指收窄河道，加快河流流速，加大流水对河床的下蚀，进而减轻河床泥沙淤积。第5题，小浪底水库投入使用后，可以有效调节黄河下游径流，并减少河流含沙量。图示游荡型河段位于小浪底水库下游，小浪底水库投入使用后河流泥沙减少，径流量季节差异减小，游荡型河段泥沙冲淤变化减小，河道形态逐渐趋向稳定。 6.(1)多淤：河流含沙量大；地形较平坦，河流流速较慢；泥沙堆积作用较强。 易决：夏季流量大；地处温带，河流流向高纬，冬季（冬春季节）容易形成凌汛；河床高出地表（为“地上河"）；河堤土质疏松（河堤不牢固）。 善徙：河床高出地表，周边地势低平，河流决堤后易改道。 (2)黄河改道使河口发生变化，原黄河河口海岸线泥沙淤积减少，三角洲面积减少，海岸线向陆地退缩；渤海河口附近堆积的泥沙多，海岸线向海上推进；河口存在的时间越长、输沙量越多，海岸线向海洋推进的越明显。 (3)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。 【解析】（1）该题可分别简述黄河下游“多淤、易决、善徙”的自然原因，可结合黄河在该河段的水文特征以及该区域的地形、气候、土质等角度分析说明。多淤原因：黄河下游河流含沙量大，地形较平坦，河流流速较慢，泥沙堆积作用较强，河道容易淤积。易决原因：黄河该河段为地上河，河堤土质疏松。该区域夏季降水较多，夏季流量大，容易发生决堤；地处温带，河流流向高纬，冬季（冬春季节）容易形成凌汛，也容易发生决堤。善徙原因：黄河下游河段河床高出地表，周边地势低平，河流决堤后易改道。（2）说明关联性要先找到两者之间的联系，结合所学，两者最直接的联系在河流的堆积作用的影响上。读图可知，黄河河口位置积沙量大，海岸线向海上推进，河口存在的时间越长，沙量越大，向海上推进越明显，故黄河改道会导致河口位置发生变化，进而改变渤海海岸线；黄河改道之后，导致河口位置发生改变，原黄河河口海岸线泥沙淤积减少，遭受海水侵蚀，三角洲面积不断减小，海岸线向陆地方向退缩。（3）结合河流地貌中所学，解决泥沙淤积问题，需要提高河流的侵蚀作用。“筑堤束水”主要是控制河流的高度和宽度，增加河流的束水量，增强河流的流速，增强河水的搬运能力，减少泥沙淤积；同时利用河流快速的水流的搬运和冲刷能力，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，达到以水治沙的目的。 学科网（北京）股份有限公司 $$