跨学科主题学习 探究“束水攻沙”原理 课件-2025-2026学年八年级地理上学期人教版（2024）

明代的潘季驯是我国历史上著名的黄河治理专家，他提出的以“束水攻沙”为核心的治河方略，在治理黄河泥沙淤积、河道决口、洪水泛滥等方面发挥了重大作用。“束水攻沙”对后世的黄河治理措施影响巨大，我国现代黄河治理仍以其为重要借鉴。 课堂导入 黄河各河段问题突出，关键该如何治理呢？ 治黄关键在于治沙 探究“束水攻沙”原理 跨学科主题学习 活动流程 计算河流的横截面面积 探寻河流过水横截面面积与流速的关系 探究黄河“束水攻沙”的原理 探寻不同河段的河流过水横截面面积与河宽、水深的关系 探究“束水攻沙”原理 探究“束水攻沙”原理 任务一：计算河流的过水横截面面积 过水横截面是指某一时刻河流水面线与河底线包围的区域，也称为过水断面。 探究“束水攻沙”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。 面积 = （ 上 底+下底） × 高 ÷ 2 S=（100+60）×3÷2 =240平方米 a h b S=（b+a）h÷2 探究“束水攻沙”原理 假设图2中甲、乙、丙、丁各河段河底宽度均为河面宽度的1/2，利用河流过水横截面面积计算公式，完成表1。 河段 河面宽度/m 河底宽度/m 水深/m 过水横截面面积/m2 甲 600 300 1 450 乙 400 200 1 300 丙 100 50 2 150 丁 120 60 2 180 300 450 400 1 50 2 120 180 S = (a + b)h ÷ 2 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 探究“束水攻沙”原理 假设图2中甲、乙、丙、丁各河段河底宽度均为河面宽度的1/2，利用河流过水横截面面积计算公式，完成表1。 河段 河面宽度/m 河底宽度/m 水深/m 过水横截面面积/m2 甲 600 300 1 450 乙 400 200 1 300 丙 100 50 2 150 丁 120 60 2 180 300 450 400 1 50 2 120 180 S = (a + b)h ÷ 2 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 探究“束水攻沙”原理 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 根据表中数据进行分析，探讨河宽、水深与过水横截面面积的关系。 甲河段河面宽度最大，在水深相对较浅的情况下，过水横截面面积也较 ； 乙河段河面宽度小于甲河段，河底宽度也小，水深相同，过水横截面面积 于甲河段。 丙河段和丁河段相比，丁河段河面宽度和河底宽度都比丙河段大，水深相同，丁的过水横截面面积更 。 小 大 大 探究“束水攻沙”原理 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 根据表中数据进行分析，探讨河宽、水深与过水横截面面积的关系。 说明在水深相同时，河面宽度和河底宽度越大，过水横截面面积越 。 根据梯形面积公式讨论得出，在河面宽度和河底宽度相同时，,水深越深，过水横截面面积越 。 综上，过水横截面面积与河面宽度、河底宽度、水深都有关系。在其他因素相同时，河面宽度越大、河底宽度越大、水深越深，过水横截面面积越大。 大 大 探究“束水攻沙”原理 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A-B 位置垂直河流作一个横截面，假设河水通过AB 位置横截面的流速为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。 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。 任务三：探寻河流过水横截面面积与流速的关系 Q = S ✖ v （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。 探究“束水攻沙”原理 任务一河流经过该横截面的流量： Q = S × v = 240 × 2 = 480 m³/s。 v 探究“束水攻沙”原理 （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。假设流量保持在900 m³/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)。 根据公式v = Q÷S(Q为流量，S为过水横截面面积)，已知流量Q = 900 m³/s不变。则： 甲处：S甲 = 450 m²，v甲 = 900 ÷ 450 = 2 m/s 乙处：S乙 = 300 m²，v乙 = 900 ÷ 300 = 3 m/s 丙处：S丙 = 150 m²，v丙= 900 ÷ 150 = 6 m/s 丁处：S丁 = 180 m²，v丁 = 900 ÷ 180 = 5 m/s 探究“束水攻沙”原理 (3)根据图4绘制的曲线，描述河流流速与河流过水横截面面积之间的关系。 河流流速与河流过水横截面面积之间是反比例关系，即过水横截面面积越小，河流流速越快。 甲 乙 丙 丁 过水横截面面积S 450 300 150 180 流速V 2 3 6 5 探究“束水攻沙”原理 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，尺寸之水皆由沙面，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，水不奔溢于两旁，则必直刷乎河底。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。 河水分散时，流速减缓，泥沙便会沉积，致使河道淤塞，水只能从沙面漫流，水位升高。 而当河水汇聚时，流速迅猛，强大的水流能冲刷泥沙，使河道变深，大量河水从河底顺畅流过，水位降低。 通过修筑堤坝约束河水，让河水集中，利用强劲的水流力量来冲刷河底泥沙，就能避免水向两旁泛滥，保持河道畅通。 探究“束水攻沙”原理 任务四：探究黄河“束水攻沙”的原理 （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。 流量（Q）=河流过水横截面面积（A）×流速（V） 在河流流量（Q）一定的前提下，流速（v）与河流横截面积（A）成反比。 基于这一物理规律，“束水攻沙”通过人为缩小河道横截面积（A↓），增大流速（v↑），从而增强水流对河床泥沙的冲刷能力。 数学 语文 地理 探究“束水攻沙”原理 本节课主要涉及哪些学科知识？ 课堂总结 总结本次跨学科学习的收获河体会，说一说“束水攻沙”给你的人生启迪。 急则沙随水流 缓则水慢沙停 ——潘季驯 人生如水流，拼搏奋进时（急）能使困难（沙）尽快解决； 懈怠迟缓时（缓），问题则易积累（停），所以我们要积极进取。 课堂检测 “ 宽河固堤”和“束水攻沙”是我国劳动人民在长期治理黄河中积累的有效经验。近年来，在黄河下游通航改造中运用“束水攻沙”方法：在河道中心挖筑一条二级航道，并利用两边二滩的沙土向河中心推移、堆高、筑成两条套堤，形成河中河（其剖面图如下图所示）。改造后可使航道加深，通航条件改善。据此完成下面小题。 1．在宽阔的河岸加固大堤即“宽河固堤”，其主要作用是（    ） A．增加航道深度 B．减少淤积空间 C．提供宽阔航道 D．防止洪水漫溢 2．结合小浪底工程调水调沙，利用套堤“束水攻沙”可（    ） A．约束洪水期水流 B．提供足够的防洪、抗旱能力 C．增加洪水期水深 D．增强枯水期输沙、通航能力 课堂检测 如下图所示，古人用“筑堤束水，以水攻沙”“蓄清刷黄”等方式来治理黄河。读图，完成3—5题。 3．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 4．“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 5．图中缕堤、格堤与遥堤围成的方格状区域的主要功能是(　  ) A．滞洪蓄洪，沉积泥沙 B．水产养殖，发展渔业 C．增加居住及耕种面积 D．增加沿河道路，运送物资 谢谢观看！ Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $