跨学科主题学习 探究河流流量与水位、流速的关系 课件-2025-2026学年八年级地理上学期人教版（2024）

该初中地理课件聚焦河流流量与水位、流速的关系，通过任务一计算横截面积、任务二探索水位变化对面积的影响、任务三结合流速计算流量、任务四探究黄河“束水攻沙”原理，搭建从基础计算到实际应用的学习支架，助力学生逐步掌握核心知识。 其亮点在于融合地理实践力（如不同水位面积与流量计算）、综合思维（分析水位、流速、流量关系）和人地协调观（“束水攻沙”体现人类活动与地理环境协调），以跨学科任务培养学生数据分析能力，教师可借结构化任务提升教学效率，学生能在实践中深化对河流特征的理解。

第二章 中国的自然环境 跨学科主题学习 探究河流流量与水位、流速的关系 目录 任务一：计算河流的横截面面积 任务二：探索水位变化引起的河流横截面面积变化 任务三：探寻河流水位与流量的关系 任务四：探究黄河“束水攻沙”的原理 河流流量是描述河流水文特征的重要指标，与河道横截面、水位、流速等因素有关。让我们一起计算河流流量，探究各因素对流量的影响及“束水攻沙”治河方略的原理。 计算河流横截面面积 探寻河流横截 面面积的变化 探索河流水位 与流量的关系 探究流速与河 流横截面之间 的关系 任务一：计算河流的横截面面积 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为60米，河水深度为3米时，河面宽度为100米（图2.34）。 运用梯形面积公式，计算河流在该处的过水横截面面积，写出计算过程。 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，也称过水断面。 梯形面积公式: （其中 S 表示梯形面积，a 表示梯形的上底，b 表示梯形的下底，h 表示梯形的高） S 过水横截面面积： 已知河底宽度 b=60米（即梯形下底），河面宽度 a=100米（即梯形上底），河水深度 h=3米（即梯形的高）。 将数值代入梯形面积公式可得： 所以，河流在该处的过水横截面面积是 240 平方米。 任务二：探索水位变化引起的河流横截面面积变化 受降水等因素的影响，河流的水位是不断变化的。水位的变化会导致河流水深和河面宽度发生变化。通常用枯水期水位、平水期水位、汛期水位和最大洪峰水位等刻画河流水位的季节变化。 假设横截面形态不变，我们可以计算不同水位下的过水横截面面积（图2.35）。 假设河底宽度为60米不变，当河流水深为3米时，河面宽度为100米，列出方 程，计算不同水深的河面宽度和河流过水横截面面积，并填入表2.4。 求河面宽度与水深的关系 设水深为h米，河面宽度为x米。 已知河底宽b=60米，当h=3米时，x=100米。 由相似三角形原理，可得​，化简得=，进一步变形得到 。 最大洪峰（=3.2米） 合面宽度：将=3.2代入h，可得 最大洪峰（=3.2米） 过水横截面面积：根据梯形面积公式，这里米，=60米，h=3.2米 汛期（=2.5米） 合面宽度：将=2.5代入h，可得 汛期（=2.5米） 过水横截面面积：根据梯形面积公式，这里米，=60米，h=2.5米 平水期（=1.7米） 合面宽度：将=1.7代入h，可得 平水期（=1.7米） 过水横截面面积：根据梯形面积公式，这里米，=60米，h=1.7米 枯水期（=1米） 合面宽度：将=1代入h，可得 枯水期（=1米） 过水横截面面积：根据梯形面积公式，这里米，=60米，h=1米 任务三：探寻河流水位与流量的关系 流量是河流过水横截面面积与流速的乘积。可以借用下面的例子理解河流流量的计算方法。如图2.36在A-B位置垂直河流作一个横截面，假设河水通过A-B位置横截面的流速为2米/秒，可以从 A-B 位置向下游2米处的C-D位置再截取一个横截面。假设河流两岸平行，A-B至C-D间的水量数值上等于以 A-B 过水横截面为底，高为 2 米的棱柱体积。该体积就是通过A-B横截面的流量值。 （1）根据以上描述，列出流量的计算公式。 流量是河流过水横截面面积与流速的乘积。设过水横截面面积为S，流速为v，根据流量的定义，流量 。 （2）假设河底宽度不变，当河流水深为3米时，河流平均流速为2米/秒，结合任务一的计算结果，估算此时横截面的流量为____________米3/秒。 由任务一可知，当河流水深为3米时，过水横截面面积S=240平方米，已知流速v=2米 / 秒。根据流量公式Q=S×v，可得Q=240×2=480米3/ 秒。 480 （3）如果河流在枯水期、平水期、汛期和特大洪水期的流速分别为1.5米/秒、2.5米/秒、5米/秒、9米/秒，结合任务二的结果，计算不同特征时期的流量，并绘制水深—流量关系曲线（图2.37）。 枯水期：由任务二知枯水期水深h=1米时，过水横截面面积平方米，流速v枯=1.5米 / 秒，根据Q=S×v，可得Q枯=米 ³/ 秒。 （3）如果河流在枯水期、平水期、汛期和特大洪水期的流速分别为1.5米/秒、2.5米/秒、5米/秒、9米/秒，结合任务二的结果，计算不同特征时期的流量，并绘制水深—流量关系曲线（图2.37）。 平水期：平水期水深h=1.7米时，过水横截面面积平方米，流速v平=2.5米 / 秒，Q平=米 ³/ 秒。 （3）如果河流在枯水期、平水期、汛期和特大洪水期的流速分别为1.5米/秒、2.5米/秒、5米/秒、9米/秒，结合任务二的结果，计算不同特征时期的流量，并绘制水深—流量关系曲线（图2.37）。 汛期：汛期水深h=2.5米时，过水横截面面积平方米，流速v汛=5米 / 秒，Q汛=米 ³/ 秒。 （3）如果河流在枯水期、平水期、汛期和特大洪水期的流速分别为1.5米/秒、2.5米/秒、5米/秒、9米/秒，结合任务二的结果，计算不同特征时期的流量，并绘制水深—流量关系曲线（图2.37）。 特大洪水期：特大洪峰水深h=3.2米时，过水横截面面积平方米，流速v洪=9米 / 秒，Q洪=米 ³/ 秒。 （3）如果河流在枯水期、平水期、汛期和特大洪水期的流速分别为1.5米/秒、2.5米/秒、5米/秒、9米/秒，结合任务二的结果，计算不同特征时期的流量，并绘制水深—流量关系曲线（图2.37）。 0 0.5 1.5 1 2.5 2 3.5 3 400 800 1200 1600 2000 2200 2600 （1,100）枯水期 （1.7,302.825）平水期 （2.5,958.35）汛期 （3.2,2337.57）特大洪水期 任务四：探究黄河“束水攻沙”的原理 河流的流速越大，输沙能力越强。明代治河专家潘季驯提出用“束水攻沙”的治河方略治理“水少沙多”的黄河，其核心思想是：“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。 当河水分散时，水流的力量就会变缓，流速缓慢则泥沙容易沉积，泥沙沉积会使河床抬高。而当河水汇聚时，水流的力量就会变得强劲，强劲的水流会冲刷河床的泥沙，使河床变深。通过修筑堤坝约束河水，让河水不再向两边漫溢，而是集中流动，这样就能依靠水流的力量冲刷河底的泥沙，达到治理河道的目的。 （2）在河流流量一定的情况下，流速与河流横截面有关，试从流速与河流横截 面关系说明“束水攻沙”原理。 根据流量公式（Q为流量，S为河流横截面积，v为流速 ），在河流流量Q一定的情况下，河流横截面积S与流速v成反比。 “束水攻沙” 通过修筑堤坝，使河流横截面变小。在流量不变的前提下，横截面S减小，根据反比例关系，流速v就会增大。而河流的流速越大，输沙能力越强，增大后的流速能够更有效地冲刷河底泥沙，防止泥沙淤积，从而达到治理河道、加深河床的效果。 课堂小结 能力提升：运用资料，明确我国河流的流量与水位、流速的关系，培养学生人地协调观的理念。 探究河流流量与水位、流速的关系 任务一：计算河流的横截面面积 任务二：探索水位变化引起的河流横截面面积变化 任务三：探寻河流水位与流量的关系 任务四：探究黄河“束水攻沙”的原理 谢谢观看 复古 中国 $