内容正文:
新人教版·八上
【跨学科主题学习】
探究“束水攻沙”原理
目录:
教学环节一:计算河流过水横截面面积
教学环节二:探寻河流过水横截面面积与河宽、水深的关系
教学环节三:探寻河流过水横截面面积与流速的关系
教学环节四:探究黄河“束水攻沙”的原理
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。
束水攻沙
探究背景
探究背景
河流流量是水资源管理、防洪抗旱、生态保护的重要指标。
水位和流速是直接反映河流水文特征的关键参数。
理解三者之间的关系有助于预测洪涝灾害、优化水利工程设计。
图为河流的水文监测站
概念辨析
流量(Q):单位时间内通过河流某一横截面的水量(m³/s)
公式:Q=Sv((Q是流量,S过水横截面面积,v流速)
水位(H):河流表面相对于某一基准面的高度(单位:米)
流速(v):水流的速度(单位:m/s),通常用流速仪测量。
图为水位标尺
图为流速仪
教学环节一:
计算河流过水横截面面积
计算河流横截面面积
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)。
图2.34 河流过水横截面示意
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。
计算河流横截面面积
梯形面积公式(A): 过水横截面面积(A):
(上底a+下底b)×高h÷2
(60+100)×3÷2=240(平方米)
教学环节二:探寻河流过水横截面面积与河宽、水深的关系
探索水位变化引起的河流横截面面积变化
图为虎跳峡丰水期和枯水期河道对比
想一想,河流的水位为什么有时高有时低呢?受什么影响?
降水影响河流水位的高低。
探索水位变化引起的河流横截面面积变化
枯水期水位、平水期水位、汛期水位和最大洪峰水位的过水横截面面积变化。
枯水期
平水期
汛期
最大洪峰
教学环节三:
探寻河流过水横截面面积与流速的关系
教学环节三:探寻河流过水横截面面积与流速的关系
【合作探究】 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。结合环节一的计算结果,计算此时河流经过该横截面的流量。
图2.36 河流某河段流量计算原理示意
Q=Sv(Q是流量,S过水横截面面积,v流速)
=240x2
=480
教学环节三:探寻河流过水横截面面积与流速的关系
(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。
当流量固定时,河流过水横截面面积减小,河流的流速增大。
教学环节四:
探究黄河“束水攻沙”的原理
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贾
老
师
原
创
课
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侵
权
必
究
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视频:黄河“束水攻沙”
1.观看视频《什么叫“束水攻沙”》,认识“束水攻沙”的原理,根据下面材料,用现代汉语描述潘季驯的“束水攻沙”原理。
探究黄河“束水攻沙”的原理
(1)请用现代汉语描述潘季驯的“束水攻沙”方略。
当水流分散时流速减缓,泥沙容易沉积导致河床抬高;而将水流集中后,流速加快,冲刷力增强,能带走河底泥沙使河道加深。具体做法是通过修筑堤坝约束河道宽度,迫使水流集中形成较大冲击力,利用这种水力冲刷作用持续带走河床淤积的泥沙,从而维持河道深度和通航能力。
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。
探究黄河“束水攻沙”的原理
(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。
在流量恒定时,根据方程(Q=S·v),流速v与横截面积A成反比。
"束水攻沙"通过收窄河道(减小S)来增大流速,从而增强水流冲刷力,将沉积泥沙冲向下游。
其核心是利用"横截面面积缩小→流速提升→输沙能力增强"的原理治理淤积。
【当堂检测】
如图所示,古人“筑堤束水、以水攻沙”“蓄清刷黄”来治理黄河。读图完成下面小题。
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
D
【当堂检测】
如图所示,古人“筑堤束水、以水攻沙”“蓄清刷黄”来治理黄河。读图完成下面小题。
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
C
【当堂检测】
读黄河流域图,完成下面小题。
3.图中水土流失最严重的河段是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
C
【当堂检测】
读黄河流域图,完成下面小题。
4.丁处泥沙淤积最严重,治
理的关键是( )
A.加强监测与预报
B.加强黄土高原的水土保持
C.加固两岸堤坝
D.挖沙清理
B
【人教版】初二地理 上册 ◎
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