【新教材核心素养】人教版地理八上第二章跨学科主题学习（课件+教学设计+导学案）含答案

人教版地理（新教材）八年级上册跨学科主题学习探究河流流量与水位、流速的关系素养目标 【学习导航1】想一想，每年6月黄河定期调水调沙的目的是什么？（1）黄河以含沙量高著称，大量泥沙淤积在河道内，会抬高河床，降低行洪能力，增加洪水泛滥的风险。通过调水调沙，利用人造洪峰将大量泥沙冲入大海，能够有效降低下游的泥沙淤积量，维持河道的行洪能力。（2）黄河河口地区生态环境独特且脆弱，调水调沙可以为河口地区带来适宜的水量和泥沙，有助于塑造和维持河口湿地等生态系统，为众多生物提供栖息地。同时，调水调沙带来的淡水可以改善河口地区的水质，防止海水倒灌，有助于维持河口生态平衡。调水调沙 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。【学习导航2】 河流的过水横截面①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。 从图2.34可以知道，已知河面宽度a=100米，河底宽度b=60米，河水深度h=3米，计算河流在该处的过水横截面面积。梯形面积公式为:S＝(上底+下底)×高÷2如图，S＝(a+b)×h÷2 ＝(100+60)×3÷2 ＝480÷2 ＝240（平方米） 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。梯形面积公式为:S＝(上底+60)×高÷2 通过已知条件建立比例关系式，即可求解不同水深的河面宽度，再利用梯形面积公式计算过水横截面积。k （2）计算不同水深的河面宽度。①最大洪峰（h=3.2米） ×3.2=②汛期（h=2.5米） ×2.5=③平水期（h=1.7米） ×1.7=梯形面积公式为:S＝(B+b)×h÷2（3）计算过水横截面面积/米²。①最大洪峰（h=3.2米） S＝(102.67+60)×3.2÷2=260.27②汛期（h=2.5米） S＝(93.33+60)×2.5÷2=191.66③平水期（h=1.7米） S＝(82.67+60)×1.7÷2=121.2793.33191.6682.67121.2773.3366.67102.67米93.33米82.67米 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（Q）是河流过水横截面面积（S）与流速（V）的乘积。计算公式如下： Q=S•V （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。Q=S•V=240×2=480（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）。Q=S•V=240×1.5=360（米³/秒）Q=S•V=240×2.5=600（米³/秒）Q=S•V=240×5=1200（米³/秒）Q=S•V=240×9=2160（米³/秒）0200600100014001800220026001735911 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。”视频导入（1）请用现代汉语描述潘季驯的“束水攻沙”方略。 潘季驯的“束水攻沙”方略主要包含以下要点： 通过修筑和完善堤防体系，将水流约束在相对狭窄的河道内。利用水流集中后所形成的较大流速，增强河水对河床泥沙的冲刷能力，从而达到冲走河底泥沙、防止河道淤积的目的。 具体而言，一方面是加固和修筑诸如缕堤、遥堤等各类堤防，缕堤靠近河道，直接约束水流，使水流集中；遥堤则距河较远，起防洪及辅助束水作用。另一方面，合理利用水闸等水利设施，在适当的时候调节水流，保证束水攻沙效果的持续性和稳定性，以此维持河道的相对通畅，保障漕运及周边地区的安全与发展。（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。 在河流流量一定的情况下，根据流量公式（(Q)为流量，(v)为流速，(S)为河流横截面面积），流量(Q)固定时，流速(v)与河流横截面面积(S)成反比关系。 “束水攻沙”原理是通过缩窄河道等方式减小河流横截面面积。由上述反比关系可知，当河流横截面面积(S)减小时，在流量(Q)不变的情况下，流速(v)会增大。流速增大后，河水的动能增加，对河床泥沙的冲刷能力增强，能够携带更多的泥沙向下游输送，从而达到减少河道泥沙淤积、保持河道通畅的目的。 “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DD如图所示，古人“筑堤束水、以水攻沙”“蓄清刷黄”来治理黄河。读图据此完成下面小题。3．“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4．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CD 黄河是世界上含沙量最大的河流。水流平缓，泥沙容易沉积。古人提出“束水攻沙”的方法，即通过筑堤束水、增强水势、以水冲沙来治理黄河。下图为黄河干流泥沙沿途变化图。读图文资料，完成下面小题。5．“束水攻沙”的设计有可能分布在（    ）A．上游河段B．中游河段C．下游河段D．入海口处6．今后黄河流域生态保护与高质量发展的重点工作在于（    ）A．大规模开发黄河三角洲湿地资源B．提高晋陕地区矿产资源开采强度C．创新黄土高原“地上河”治理模式D．加强三江源地区的生态环境建设CD7．[跨学科•历史]阅读图文资料，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。下图示意黄河历次大改道和海岸线的变迁。【思考】分析黄河下游“多淤、易决、善徙”的自然原因。（1）多淤——黄河流经中游黄土高原后含沙量大增；（2）易决——黄河下游径流量较大，且季节变化大；（3）善徙——下游地势平缓，流速减小，泥沙淤积，河床抬高、水位上升，易决口改道。