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    微專題——高考中的堤壩問題

     hjh2004 2023-02-14 發布于福建
    大壩,指截河攔水的堤堰,水庫、江河等的攔水大堤。一般水庫大壩主要由主壩、副壩、正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道、靈正渠涵管及電站組成。

    河堤,沿江河、渠道、湖、海岸邊或分洪區、圍墾區邊緣修筑的擋水建筑物。筑堤可抵御洪水泛濫,擋潮防浪,保護堤內居民和工農業生產的安全,是世界上最早廣為采用的防洪工程措施。

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    (1)高壩 、中壩 、 低壩

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    ①定義:按壩的高度分為高壩、中壩和低壩。我國規定壩高70 米以上為高壩 ,壩高30~70米為中壩 ,壩高30米以下為低壩,三者均是攔河大壩。

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    溫馨提示:丁壩、順壩、梳齒壩是河堤。

    ②優缺點比較

    高壩 :優點是庫容大、調節洪水的能力強,發電水頭高,有效發電時間保證率大;缺點是工程量大、淹沒面積大、建設周期長、設計難度大、對壩址地質條件要求高。

    低壩:優點是工程量小、淹沒土地面積小,移民數量少,建設周期短、耗資少,蓄水量小、潰壩的威脅小,對流域生態環境影響小;缺點是庫容小、調節洪水的能力小、發電水頭低,有效發電時間保證率小。

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    (2)河堤:丁壩、順壩、梳齒壩

    ① 丁壩(挑流壩)

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    由河岸伸入河水(或海水)中,后端與河岸相連,形似 “丁字形”的堤壩。

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    原理:丁字壩深入河道,使水流集中在河道中心,加快流速、刷深河床、抑制泥沙沉積和加深航道水深;同時使靠近河岸的流速趨緩,減小甚至避免水流沖刷河岸。

    圖片武漢水位下降后的出露的丁字壩

    ②順壩(導流壩)

    壩身較長,與水流方向大致平行或有很小交角,沿治導線布置,它具有束窄河槽、引導水流、調整岸線的作用。

    分布:設在水流分散的過渡段,分汊河段的分、匯流區,急彎和凹岸尾部,以及河口治理段。

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    ③ 梳齒壩

    垂直于順壩的多條梳齒狀壩體,其實,順壩和梳齒壩這兩種堤壩主要起到了規順水流,讓壩兩邊的江水各歸其道,間接提高了深航道水深的作用,對于提高枯水期的河流航運價值有很重要的作用。

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    (3)橡膠壩

            又稱橡膠水閘,用高強度合成纖維織物做受力骨架,膠布錨固于底板上成封閉狀的壩袋,通過充排管路用水(氣)將其充脹形成的袋式擋水壩。

           作用:壩頂可以溢流,并可根據需要調節壩高,控制上游水位,以發揮灌溉、發電、航運、防洪、擋潮等效益。

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    (4)地下水壩

           也稱“地下截流壩”,利用地下水壩形成人工地下水庫是人類開發利用水資源的一種重要方法。

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            優點:①可以較容易地用灌漿法或板樁法建成;②便于分期施工,可收到邊施工邊開放利用的效益;③水壩破損后不存在水災問題;④沒有淹沒損失問題,蒸發量很少,其水溫、水質的年變化小,適于工業與生活用水。但是庫水形成時間較長,且蓄水與取水措施都較復雜。

           分類:透水廊道式地下水壩,在河床附近的砂礫石層中,開鑿滲水的廊道,然后用管道將匯集于廊道中的滲水引至用戶所在地。

           河谷式地下水壩:多建于山間盆地、河谷地,或濱海河流古河道帶。日本宮古島的下部為泥巖,泥巖層以上幾乎全是多孔質石灰巖。降雨后,雨水直接滲入地下,地下水鹽化且迅速入海。為了解決這些問題,在地下筑一道截水墻,攔蓄入海的地下水,形成地下水庫。

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           沙漠地下水壩 :西漢,新疆利用“坎兒井”引地下水灌溉。現代,用混凝土或粘土垂直建一擋水墻,將天山來的融水貯藏于透水砂礫層中,從地面以水井方式取水。

    (5)河口砂壩

           河流帶來的砂泥物質在河口處因流速降低堆積而成的,是三角洲形成的起始點,也是三角洲最主要、最典型的沉積體。其巖性主要由砂和粉砂組成,分選較好,質較純凈,發育有楔形交錯層理或S形前積紋理和水平紋理。

           河流入湖在河口處形成河口壩基本上是一個前積的過程,呈現下細上粗的反韻律特征。

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    (6)河口壩

     作用:地勢低平區河口建水壩,有阻咸和蓄淡的作用;可以減輕海水頂托作用,減少潮流帶來的泥沙淤積;可以減輕海水倒灌,保護淡水資源,保護河口生態環境。

     (7)淤地壩

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           作用:攔截泥沙,防治水土流失;淤地壩中建設農田,改善當地生產生活條件。

    (8)高考問題探究:阿斯旺大壩的弊端

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    1. 對自然地理環境的影響

    (1)氣候:攔截大量水流,使得下游水量減少,干旱的埃及氣候更加干燥。 

    (2)地形:攔截大量河流泥沙,下游泥沙減少,三角洲面積萎縮,海岸線不斷后退,下游的河床侵蝕嚴重。

    (3) 水質:下游河流水位降低,枯水期河口海水倒灌,咸潮加劇,水質下降。 

    (4)土壤:下游喪失了肥沃泥沙,影響農業發展;海水倒灌,尼羅河河谷和三角洲的土地出現鹽堿化。

    (5)生物:生物多樣性減少,入海處沙丁魚幾乎絕跡;阻礙魚類活動,影響洄流魚類的正常產卵與繁衍。

    2.對人文地理環境的影響

    古跡和移民遷建的投資大。

    地理試題中的堤壩

    1.閱讀材料,回答問題。

        幾內亞是世界上最不發達的國家之一,但礦產資源豐富,鋁土礦儲量占世界總儲量的2/3,不過以出口原礦石為主。

        中國援助幾內亞建造的凱樂塔水電站,是該國最大的水電站,距離首都科納克里140公里。

        凱樂塔水電站設計巧妙,除了建造擋水壩發電外,還平行建設了標高略低于擋水壩安全線的,可兼作擋水和泄水的,壩頂可泄洪的溢流壩。

        凱樂塔水電站建成后,極大的緩解了當地的電力緊缺,中國電力投資集團也因此和幾內亞簽署了集礦山、電解鋁廠、內陸運輸等設施的煉鋁工業合作項目。

        圖1為科納克里氣候資料圖,圖2為凱樂塔水電站示意圖。

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    (1)指出溢流壩發揮溢流作用的月份,并說明原因

    答案:

    ①5-10月;

    ②5-10月為當地雨季,河流水位較高,河水易越過溢流壩。

    (答7-8月也可以,反過來回答除了5-10月外,其余月份降水較少,河流水位較低,河水不易越過溢流壩也可以)

    解析:

    溢流壩標高略低于擋水壩安全線,可兼作擋水和泄水,壩頂可泄洪,當雨季來臨,河水為接近擋水壩安全線時,由于溢流壩標高略低于擋水壩安全線,河水可以溢過溢流壩頂,減輕擋水壩壓力。因此溢流壩發揮溢流作用的月份應該是雨季,據圖1可知,雨季是5-10月,溢流壩發揮溢流作用的月份是5-10月。其余月份降水較少,河流水位較低,河水不易越過溢流壩。

    (2)分析凱樂塔水電站建造溢流壩的原因。

    答案:

    ①當地降水季節差異大;

    ②旱季水量較小時,水庫水位在溢流壩頂以下,河水通過擋水壩發電,保證發電量;

    ③雨季水量過大時,河水自動漫過溢流壩進行泄洪,保證電站安全。

    解析:

    據圖1可知,當地降水季節差異大,雨季是5-10月,降水量過大,7、8月達到1000mm以上,容易造成河水沖毀大壩的事件發生,雨季水量過大時,河水自動漫過溢流壩進行泄洪,保證電站安全。其余月份降水較少,威脅不大。

    (3)分析中幾合作煉鋁項目生產成本低的原因。

    答案:

    ①凱樂塔水電站建成后,降低了項目用電成本;

    ②礦產豐富,原料充足;

    ③經濟落后,勞動力和土地成本低;

    ④聚集了礦山、電解和運輸等,產生規模效應。

    (任答3點)

    解析:

    煉鋁工業是動力導向型工業,凱樂塔水電站建成后,水電豐富、價格低,降低了項目用電成本;幾內亞鋁土礦儲量占世界總儲量的2/3,礦產豐富,原料充足;幾內亞經濟落后,勞動力和土地成本低;聚集了礦山、電解和運輸等,產生規模效應,降低了內部交易成本。因此中幾合作煉鋁項目生產成本低。

    (4)簡述凱樂塔水電站建成后對當地經濟的有利影響。

    答案:

    ①緩解當地電力緊缺,保證生產生活;

    ②促進鋁等礦產資源的開發和深加工,提高經濟收入;

    ③基礎設施進一步完善,吸引更多國外投資。

    解析:

    幾內亞是世界上最不發達的國家之一,凱樂塔水電站建成后,極大的緩解了當地的電力緊缺,保證生產生活;礦產資源豐富,鋁土礦儲量占世界總儲量的2/3,不過以出口原礦石為主,凱樂塔水電站建成后,促進鋁等礦產資源的開發和深加工,提高經濟收入;基礎設施進一步完善,吸引更多國外投資。

    2.讀下列圖文資料,完成下列各題。
    鮭魚(又叫三文魚),屬洄游性魚類,喜棲冷水(水溫小于18℃)。鮭魚每年9月至次年2月在河流上游砂礫底質的淺水區產卵,孵化于淡水中的幼魚在次年春季游入海洋。

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    (1)說明圖中鮭魚產卵地河流的水文特征。

    哥倫比亞河是北美洲西部大河之一,發源于加拿大南部落基山脈,注入太平洋,全長2 044 千米。流域面積 415 211 平方千米,最大支流斯內克河,河口平均流量7 400 立方米/秒。哥倫比亞河沿干、支流建有很多大小水壩,為世界上大河流水力資源獲得充分利用的河流梯級開發工程。
    (2)說明該河流進行梯級開發的有利條件。

    (3)說明河流上游的梯級開發對中下游地理環境帶來的有利影響。

    近二十年來,環保主義者不斷要求拆除哥倫比亞河支流--斯內克河下游4座水壩,水壩的去留在全美國上下曾引起激烈的爭論,最終法院裁決改造大壩以保護瀕危鮭魚的洄游路線。
    (4)簡述美國拆除、改造水壩的主要原因。

    【解析】

    第(1)題,據材料,鮭魚每年9月至次年2月在河流上游產卵,此時為秋冬季節,水溫較低且水量較小;而在河流上游砂礫底質的淺水區產卵說明水域的水位淺;含沙量小;砂礫質河床;水質較好。

    第(2)題,進行梯級開發的有利條件從流量、動能、市場綜合分析。根據材料,哥倫比亞河流域面積廣;支流眾多,徑流量大;發源于落基山脈并流入海洋,說明地勢起伏大,河流落差大,水能資源豐富;該河流經區域峽谷眾多(綿長),適合梯級開發;同時,流域內工農業發展,電力需求量大。

    第(3)題,河流上游的梯級開發可以有效減輕旱澇災害,還可以改善枯水期水質,提供穩定的水源,改善航運條件,提供豐富的電能。

    第(4)題,由于水壩建設阻斷了魚類的洄游,美國拆除、改造水壩有利于鮭魚涸游;還可以恢復河流自然生態環境老舊水壩效益低,維修費用高,存在安全隱患。
     

    【答案】

    (1)水溫較低;水量較小;水位淺;含沙量小;砂礫質河床;水質較好。

    (2)流域面積廣;支流眾多,徑流量大;地勢起伏大,河流落差大;水能資源豐富;峽谷眾多(綿長),適合梯級開發;流域內工農業發展電力需求量大。
    (3)減輕旱澇災害,改善枯水期水質,提供穩定的水源,改善航運條件,提供豐富的電能。
    (4)利于鮭魚洄游;恢復河流自然生態環境,充分發揮河流生態效益:小型或無法進行水力發電的水壩,效益低,維護成本高;有些水壩年久失修,存在安全隱患;開發了核能、風能等其他能源,基本能滿足需求。

    3.泰晤士河為英國著名的'母親'河,流經地區的地勢起伏和緩,全長346千米。橫貫英國首都倫敦與沿河的10多座城市,在倫敦下游河面變寬,潮汐和海水倒灌對下游的水位有極大地影響,有人建議在下游建水閘,以阻擋潮水。在倫敦上游,泰晤士河沿岸有許多名勝之地,諸如伊頓、牛津、亨利和溫莎等。泰晤士河的入海口充滿了英國繁忙的商船,然而其上游的河道則以其靜態之美而著稱于世。下圖為泰晤士河流域水系示意圖。你是否贊同在泰晤士河下游修建水閘?并說明理由。

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    贊同。理由:
    有利于減輕洪澇災害;水壩、水閘可以阻擋潮汐及海水倒灌,有利于航運及改善水質;

    帶動旅游業的發展。

    或反對。理由:影響下游河道,水壩,水閘影響船只的通航效率;改變局部小氣候;影響水生生物的繁殖,魚類洄游,影響水生生態環境。

    4.新加坡人口約570萬,經濟發達,淡水資源嚴重不足。該國國土面積約724平方千米,島上地形單調,中間階段不足15千米。島上河流最長不足16千米。下圖中,a圖示意該國全島及其附近地區,b圖為對應的氣候資料。圖c為圖a中M水壩的景觀。水壩能阻擋海水涌入,并通過其閘門調控河流入海流量。

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    說明建壩后壩內水域水的咸淡變化及其原因。

    【答案】變淡;攔蓄淡水,阻止海水倒灌;通過閘門調控蓄水和排水,逐漸使偏咸的水換成淡水。

    5.(2012山東高考)遼河地處我國東北半干旱半濕潤地區,其干流水量主要來自東側支流,泥沙則主要來自西側支流,有“東水西沙”之說。流域內人口密集,工農業生產集中,水資源量遠小于其北部的松花江流域,為此國家規劃實施“引松濟遼”調水工程。圖5為遼河流域局部區域圖。

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     “丁壩”是遼河河道整治中常采用的一種工程。圖5右上角為丁壩景觀圖。試推斷丁壩的作用。

    解析:“丁壩”是由堤岸向河流中部伸出的垂直河流的直墻,能夠減輕對堤岸沖蝕,減少河床中部泥沙的沉積,通過束水可提高枯水季節水位,有利于河運。

    答案:保護河岸;提高枯水季節河流水位,利于通航;提高河水流速,減少泥沙在河床中部的沉積。(答對一點即可)

    6.伏爾加河是歐洲最長的河流,該河流干流總落差僅256米,通航期有7—9個月。伏爾加河的大規模開發主要以修筑大型水利樞紐、進行梯級開發為重點,通過對流域進行綜合開發,實現了發電、航運等綜合效益。下圖示意伏爾加河流域及河流梯級開發模式。
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    伏爾加河開發多用低壩模式。與高壩模式相比,說明低壩模式的好處。

    答案:搬遷移民少,田地淹沒少;蓄水量小,潰壩的威脅小;工程量小,投資少。


    7.閱讀圖文材料,完成下列要求。
    塔里木河是我國最大的內陸河,由發源于天山山脈與喀喇昆侖山的河流匯流而成。塔里木河干流自西向東流入臺特馬內陸湖,河流流經天山南坡山前沖積扇平原地區,地勢平坦,河床主要由松散的粉砂構成,河流南部靠近塔克拉瑪干沙漠,河流上游河道比較順直,河床寬廣河漫灘廣布,河道水面寬度在500-100m,中游(英巴扎一恰拉)河道穹曲,河道水面在200-500m下游河道穩定。歷史上塔里木河是著名的游蕩性河流,由于河床的沖淤變化,造成塔至木河干流改道頻繁,在南北兩岸擺幅達80-120km為了綜合治理塔里木河,造福流域地區,在河兩岸采取井柱樁透水丁壩方案治理干流改道。下圖示意塔里木河流域及阿拉爾河岸丁壩。下表示意塔里木河干流各站1956-1999年水文泥沙資料統計。

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    指出丁壩建設對治理河流干流改道所起的作用。

    【答案】降低丁壩下游河水流速,促使泥沙淤積,使河岸側河床升高,起到保護河岸作用;丁壩使天然河道變窄,中心河道平均流速增加,水流挾沙能力增大,使河床降低,起到防止河床擺動的作用。
    【詳解】抓取設問中關鍵詞,“丁壩”“河流改道”。根據材料“由于河床的沖淤變化,造成塔至木河干流改道頻繁”,可以推測,丁壩建設改變了河床的沖淤,故結合材料解答,由圖可知丁壩采用井柱樁透水,使水流流動阻力增大,降低丁壩下游河水流速,促使泥沙淤積,使河岸側河床升高,起到保護河岸作用;丁壩布置在河道兩側,可以約束天然河道,使河道變窄,中心河道水流變深,平均流速增加,水流挾沙能力增大,使河床降低,起到防止河床擺動的作用。

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