2021年高考热点——大坝、河堤、水库及其影响

水库(大坝或水电站)区位选择

1.常规水库(大坝或水电站)的区位选择

水库大坝的选址应综合考虑水库大坝的作用和当地自然地理的特点。

(1)坝址应建在等高线密集的河流峡谷处,使坝身较短,从而节省筑坝工程投资;

(2)库区宜选在河谷、山谷地区,或“口袋形”的洼地、小盆地,以保证有较大的集水面积和库容。

(3)避开断层、喀斯特地貌等地质地形复杂地段,尽量少淹没农田,无泥石流、滑坡等危险地质灾害的地方,以保证工程的安全。

2.抽水蓄能水电站(上水库)区位选择

抽水蓄能电站的建设区位条件:

(1)抽水蓄能电站对电网起到调峰作用,能够提高火电机组的效率,建设抽水蓄能电站必须是电网有足够的低谷电能。并且抽水蓄能电站在考虑水泵、水轮发电机组的效率之后,发电收益大于火电机组因调峰而降低的收益。
(2)抽水蓄能电站选址条件主要是地形上能建设合适库容和站址距电网有经济合理距离。

(3)上、下两库均利用相近的天然河道或湖泊。这种站址比较难选,上库的调节库容量一般考虑5一l0小时的蓄放水量,而水位变化辐度不超过水轮机工作水头的10一20%。而且上、下库之间的水位差也不会很大。

(4)上库由人工围建时,下库则利用天然河道、湖泊、海弯或利用已经建成的水库。上、下两库均由人工围建,只能建纯抽水蓄能电站。人工围建下库,而上库则为已建成的水库。或者可对原有的常规水电站进行改造,成为混合式抽水蓄能电站。

3.地下水库的建库条件

地下水库的修建离不开它的基本建设条件,根据现有地下水库的建设经验,现从以下几方面分析了建库的基本条件。

修建地下水库的水文地质条件。地下水库的成功建设必须要符合一定的水文地质条件。

①必须有地下河谷和适宜的含水层的存在,具有高透水性,高孔隙率的含水层和不透水的粘土层组成,才能形成有实际意义的地下水库。

②水源条件。要有充足的地下水补给源,水量越充足,建设地下水坝的效果越明显。水源通常来自于本流域或跨流域的地下径流和调水,还有当地的降雨入渗。对于农田灌区来说,其渠系和田间灌溉入渗也是主要的补给源。

③良好的地下水开采条件。取水条件是建设地下水库的一个重要因素。因为通过地下水库的调蓄水之后,由于地下水开采的特点必须要打井抽水。所以,地下水库的含水层必须透水性较强,单井的涌水量要足够大。这样既可以提高效率,又可以为蓄水提供更大的空间。

④其他条件, 如环境地质条件和生态条件等,也是地下水库发挥更大价值的重要因素。

滨海河谷型地下水库示意图

(①—原始地下水位;②—建库后坝内陆下水位;③—海水位;④—地下水坝;⑤—地下水库咸水残留体;⑥—建库后坝外地下水位)

高坝与低坝

高坝和低坝其实是根据大坝的高矮而定的。按坝的高度分为高坝、中坝和低坝。大坝高度超过70m的坝为高坝,高度在30m以下的为低坝。

① 高坝

优点是库容大、调节洪水的能力强,发电水头高,有效发电时间保证率大;

备注:水头是指上游蓄水的水平面至水轮机入口的垂直高度。代表了水的位能(势能)。水头越高,位能越大,同等流量能发的电也就多。

缺点是工程量大、淹没面积大、建设周期长、设计难度大、对坝址地质条件要求高。

龙滩水电站坝高216米

② 低坝

优点是工程量小、淹没土地面积小,移民数量少,建设周期短、耗资少,蓄水量小、溃坝的威胁小,对流域生态环境影响小;缺点是库容小、调节洪水的能力小、发电水头低,有效发电时间保证率小。

丁坝、顺坝、梳齿坝

丁坝、顺坝、梳齿坝,其实是河堤。从名字上就可以大致推测出各自的造型。

① 丁坝(挑流坝)

是由河岸伸入河水(或海水)中,后端与河岸相连,形似 “丁字形”的堤坝。

丁坝的主要作用有两个:一是调节河道水面,二是河岸边坡保护。

丁字坝的走向深入河道,用来使水流集中在河道中心,可以加快流速、刷深河床、抑制泥沙沉积和加深航道水深。同时使靠近河岸的流速迂缓、避免水流冲刷河岸。(下为俯视图)

② 顺坝

是一种与水流夹角很小的坝体,从形态上来看大致与河岸平行。

③ 梳齿坝

是顺坝上垂直于顺坝的多条梳齿状坝体。

位于长江江心的顺坝和梳齿坝

顺坝和梳齿坝这两种堤坝主要起到了规顺水流,让坝两边的江水各归其道,间接提高了深航道水深的作用,对于提高枯水期的河流航运价值有很重要的作用。

水库(大坝或水电站)对地理环境的影响

它可以调节水库周围的大气,具有增湿的作用.夏天降温、冬天增温.一般情况下,地区性气候状况受大气环流所控制,但修建大、中型水库及灌溉工程后,原先的陆地变成了水体或湿地,使局部地表空气变得较湿润,对局部小气候会产生一定的影响,主要表现在对降雨、气温、风和雾等气象因子的影响。

1. 对降雨量的影响

(1) 降雨量有所增加:这是由于修建水库形成了大面积蓄水,在阳光辐射下,蒸发量增加引起的. 
(2) 降雨地区分布发生改变:水库低温效应的影响可使降雨分布发生改变,一般库区蒸发量加大,空气变得湿润.实测资料表明,库区和邻近地区的降雨量有所减少,而一定距离的外围区降雨则有所增加,一般来说,地势高的迎风面降雨增加,而背风面降雨则减少. 
(3) 降雨时间的分布发生改变:对于南方大型水库,夏季水面温度低于气温,气层稳定,大气对流减弱,降雨量减少;但冬季水面较暖,大气对流作用增强,降雨量增加.

2. 对气温的影响 
水库建成后,库区的下垫面由陆面变为水面,与空气间的能量交换方式和强度均发生变化,从而导致气温发生变化,年平均气温略有升高.

3.对水文的影响 
水库修建后改变了下游河道的流量过程,从而对周围环境造成影响.水库不仅存蓄了汛期洪水,而且还截流了非汛期的基流,往往会使下游河道水位大幅度下降甚至断流,并引起周围地下水位下降,从而带来一系列的环境生态问题:下游天然湖泊或池塘断绝水的来源而干涸;下游地区的地下水位下降;入海口因河水流量减少引起河口淤积,造成海水倒灌;因河流流量减少,使得河流自净能力降低;以发电为主的水库,多在电力系统中担任峰荷,下泄流量的日变化幅度较大,致使下游河道水位变化较大,对航运、灌溉引水位和养鱼等均有较大影响;当水库下游河道水位大幅度下降以至断流时,势必造成水质的恶化.

4.泥沙淤积问题 
以三门峡水库为例说明水库淤积问题.水库于1960 年蓄水,一年半后,15 亿t 泥沙全部淤在潼关—三门峡河段,潼关河床抬高4. 5 m.淤积带延伸到上游的渭河口,形成拦门沙,两岸地下水位也随之抬高,从而造成两岸农田次生盐碱化

5.对水体的影响 
河流中原本流动的水在水库里停滞后便会发生一些变化.首先是对航运的影响,比如过船闸需要时间,从而对上、下行航速会带来影响;水库水温有可能升高,水质可能变差,特别是水库的沟汊中容易发生水污染,如水华现象的出现;水库蓄水后,随着水面的扩大,蒸发量的增加,水汽、水雾就会增多,等等.这些都是修坝后水体变化带来的影响。

水库蓄水后,对水质可产生正负两方面的影响. 
(1) 有利影响:库内大体积水体流速慢,滞留时间长,有利于悬浮物的沉降,可使水体的浊度、色度降低;库内流速慢,藻类活动频繁,呼吸作用产生的CO2 与水中钙、镁离子结合产生CaCO3和MgCO3 并沉淀下来,降低了水体硬度. 
(2) 不利影响:库内水流流速小,降低了水、气界面交换的速率和污染物的迁移扩散能力,因此复氧能力减弱,使得水库水体自净能力比河流弱;库内水流流速小,透明度增大,利于藻类光合作用,坝前储存数月甚至几年的水,因藻类大量生长而导致富营养化;被淹没的植被和腐烂的有机物会大量消耗水中的氧气,并释放沼气和大量二氧化碳,同样导致温室效应;悬移质沉积于库底,长期累积不易迁移,若含有有毒物质或难降解的重金属,可形成次生污染源.

6.其他影响

(1)破坏淹没大量珍贵的农田土地,和各种风俗文化,文物建筑.
(2)破坏当地生态环境,阻止了长江水生动物的洄游,可能会使某些珍稀物种绝灭.
(3)可能导致中国水资源的不平衡,影响整个中国网络状的水流系统.
(4)影响当地气候,是当地温度更加温和稳定.降雨增多.减少下游水量,可造成下游用水困难.
(5)水库本身的建造过程和建完水库后蓄满水对当地的地理构造造成额外压力,可能导致各种地质灾害.如地震.

拆坝原因分析

本文以全新的方式,介绍了人类对三圈环流的认识过程,并讲解了三圈环流的理论模型和实际分布情况,有助于学生们打开新的地理视角,认识新的地理知识,从而提高地理的学科素养。

梯田的分类

梯田的分类

“丁”罕坝是一段伸入河水(或海水)中的堤,与堤岸呈“丁”字形(如图),可减缓近岸水的流速。完成1~2题。

1.下图所示①、②、③、④四处最需建“丁”字坝的是 (     )

A.①       B.②      C.③      D.④

2.黄河下游多“丁”字坝,其主要作用是(     )

A. 防洪   B. 减淤     C.护堤    D.防凌

1.A  丁坝可减缓近岸水的流速,适宜建设在河流的侵蚀岸,减轻流水侵蚀。图中所示四地,①是河流凹岸,是侵蚀岸,适宜建丁字坝,故选择A。

2.C   丁坝可减缓近岸水的流速,黄河下游多“丁”字坝,其主要作用是护堤,减轻水流对堤坝的侵蚀,C对。丁字坝没有防洪、防凌作用,A、D错。可能增加淤积,B错。故选C。

为了整治长江航道,工程技术人员设计了顺坝、梳齿坝等工程。下图为武汉鹦鹉洲长江大桥附近的“顺坝+梳齿坝”工程景观图和梳齿坝示意图。该顺坝位于江心,顺着水流方向延伸,梳齿坝指垂直于顺坝的多条梳齿状坝体。据此完成3-4小题。

3.图示“顺坝+梳齿坝”工程的主要功能是提高通航能力,其原理是

A.增加流速,提高航速B.规顺水流,增加水深

C.分隔江面,增加航道D.增加码头,方便装卸
4.图示坝顶会季节性地露出水面,最可能的原因是

A.上游水库季节性蓄水B.上游沿岸季节性引水

C.河源地区季节性融冰 D.流域降水季节性变化

3.B   题干中指明建坝的主要目的是提高通航能力,建顺坝和梳齿坝让水面变窄,规顺了水流,增加了水深,从而提高通航能力。故选B。

4.D   长江流域大部分地区属于亚热带季风气候,降水季节差异大,冬季枯水期水位下降,坝顶可能露出水面。故D正确。

伏尔加河是欧洲最长的河流,该河流干流总落差仅256米,通航期有7—9个月。伏尔加河的大规模开发主要以修筑大型水利枢纽、进行梯级开发为重点,通过对流域进行综合开发,实现了发电、航运等综合效益。下图示意伏尔加河流域及河流梯级开发模式。

5.伏尔加河开发多用低坝模式。与高坝模式相比,说明低坝模式的好处。


5. 搬迁移民少,田地淹没少;

蓄水量小,溃坝的威胁小;

工程量小,投资少。

6.(2021年淮南市二模)阅读图文材料,回答下列问题。(24分)

黄河下游作为典型的冲积性河流,河床形态与来水来沙关系密切,在气候变化、水库调节以及灌溉引水等共同影响下,特别是水库蓄水拦沙、滞洪排沙和蓄清排浑的运用方式,进入下游的水沙条件发生了显著变化,对下游的河床冲淤演变及防洪安全产生了深远影响。

(1)简述中上游水库对下游来水来沙的影响。(6 分)

(2)分析中上游来水来沙变化对下游流量及河床演变的影响。(9 分)

(3)随着下游来水来沙变化,推测黄河三角洲会发生哪些变化。(9分)

答案:

(1)来沙量总量减少,时间增长;灌溉用水增加,来水总量减少:水库的调整作用,来水量季节变化减少。(汛期减少,枯水期增大) (6分)

(2)水量:中小流量几率增大,洪水流量几率减少。(3分)对河床演变影响:洪

水期河漫滩淤积量减少,流水堆积作用减弱,流水侵蚀作用加强;河流宽度增长减慢,河流深度增加先快后慢。(6 分)

(3)随着输沙量的减小,黄河三角洲增长速度减慢;随着输沙量时间增长,黄河三角洲增长时间会延长:沉积物的颗粒也会随着输沙量、水量的变化而变化。(9分)

7.(2021年滨州市一模)阅读图文资料,完成下列要求。

珠江入海口处的顺德甘竹滩位于西江和甘竹溪的分流口,河底全部为坚硬的变质岩。由于河道狭窄,河床突兀,滩口礁石密布,这里洪水涌动,洪水位差、潮位差最高可达2米,曾是航运事故频发的险滩,民国时期就炸礁问题议论纷纷,但是甘竹溪两岸的居民深表担忧,反对炸礁。建国后70年代初,甘竹滩开挖人工河道,建成集发电、航运、防洪等功能于一体的甘竹滩洪潮发电站。

不同河段往往由于距海远近不同,涨潮和落潮速度快慢不同。甘竹滩洪潮发电站上游涨潮慢落潮慢,下游涨潮快落潮快,发电站主要利用西江洪水和潮汐2~0.3米的落差发电,在70年代最高发电量可达年1000万千瓦时。近些年西江上游水利枢纽的建设对甘竹滩洪潮发电站产生较大影响。下图为甘竹滩洪潮发电站工程位置示意图。

(1)分析甘竹溪两岸居民强烈反对炸礁的原因。

(2)推测甘竹滩洪潮发电站上、下游涨潮落潮差异的原因,并说明发电站主要在落潮期发电的原理。

(3)西江上游水利枢纽的建设,降低了甘竹滩洪潮发电站的发电效益,分析其原因。

答案:

(1)甘竹溪两岸地势低平,炸礁后甘竹滩河段变深,洪水期进入甘竹溪的水量增大,两岸村落、农田易受到洪水威胁。

(2)发电站上游是西江,河道到入海口距离远,涨潮慢落潮慢(发电站下游甘竹溪,河道到入海口距离近,涨潮快落潮快)。落潮时,发电站上游落潮慢,水位高,下游落潮快水位低,上下游水位差大。

(3)西江上游水利枢纽蓄水,造成甘竹滩段的西江洪水期水量减少;河水含沙量降低,河床变低,水位下降;西江上游水利枢纽发电量大,价格低,影响(压低)甘竹滩发电站水电价格。

8.阅读图文材料,完成下列要求。(24分)

一般情况下,急流流经平坦地区时,易形成曲流。嘉陵江属典型的山区河流,滩险流急。广元至合川的直线距离约200千米,但其嘉陵江河道长达640千米(如下左图),并在南充一带出现罕见的深切曲流群,其中以青居曲流最为著名(如下右图)。近年来,嘉陵江流域统一规划,以航电结合的方式,修建了发电站、船闸和泄洪闸为一体的水位相互衔接、保证通航的若干梯级航电枢纽,船只直接从青居镇船闸进入下游河道。

(1)简述嘉陵江深切曲流群形成的地质过程。(4分)

(2)指出梯级枢纽建成后,甲处河流的水文条件变化。(6分)

(3)分析建设梯级枢纽,对曲水镇附近河流故道生物多样性的影响。(6分)

(4)简析梯级枢纽建成后,该河段航运条件的变化。(8分)

答案:

(1)初始地形平坦,河流侧蚀明显,形成曲流;(2分)地壳抬升,河流下蚀强烈,曲流深切。(2分)

(2)总流量基本不变;流速加快;含沙量减少;流量季节变化减小。(任答三点得6分)

(3)水量减小,河流自净能力变差,水质恶化(或污染加重);(2分)河道水文环境变化,生物生存环境改变,部分水生生物死亡;(2分)水域相对封闭,鱼类洄游及物种交流受阻,有些物种消失。(2分)

(4)水位升高,航道加深;(2分)水面变宽,航道加宽,通航能力增强;(2分)航程和航运时间缩短;(2分)  流速平稳,安全性增加。(2分)

9.(2021年广东省一模)阅读图文材料,完成下列要求。(20分)

南河流域位于美国东北部,更新世时期沉积了较厚的冰碛物和河湖相沉积物,地表物质疏松。18世纪之前,流域内主要的生产活动是伐木和放牧。18-19世纪,流城内80%的土地被开垦,为发展农业生产,人们在南河上修筑了众多规模较小、蓄水容量有限的磨坊坝,平均坝高不足6米。1906年,人们在流域出口修筑了高达17米的河口大坝。此后,南河上的众多磨坊坝逐渐废弃,磨坊坝的废弃改变了南河的水动力条件与水沙运移规律。20世纪20年代起,流城内人口外迁,经济转型,大量耕地转化为森林,但南河流城的输沙总量仍然上升。此后流域内始终坚持植树造林,且环境政策渐趋严格。图9示意南河流城水系及水坝分布。

(1)推测18-19世纪南河流域众多磨坊坝的用途。(6分)

(2)推测1906年后,河口大坝上游泥沙淤积速率的变化趋势,并简述理由。(6分)

(3)20世纪20年代初期,流域内退耕还林,但南河流域输沙总量仍然上升,请分析其原因。(8分)

答案:

(1)利用水力碾磨谷物;(2分)

调节径流,削峰补枯,保障耕作(提供灌溉用水);(2分)

保护河岸,减轻流水对壤的侵蚀。(2分)

(意思相近可酌情给分,学生答发展航运、防洪、发电,旅游等不相关的项目则不给分)

(2)速率变慢。(2分)废弃磨坊坝库区淤积的泥沙逐渐释放完毕;(2分)流域内生态保护措施逐步见效,水土流失减轻。(2分)(评分细则:速率变慢2分,原因4分,其他答案意思相近可酌情给分)

若学生如下回答同样给分:先变快,后变慢。(2分)早期废弃磨坊坝库区淤积的泥沙释放,速率变快;(2分)中后期废弃磨坊坝淤积泥沙释放完毕,流域内生态保护措施逐步见效,水土流失减轻,速率变慢。(2分)(细则:速率变化2分,早期变快原因2分,中后期变慢两个得分点任意答对其中一点得两分)

(3)评卷要求:参考答案已详尽,按评分标准抓关键词评分即可,关键词为"废坝后洪峰增大→侵蚀强"“废坝库区泥沙遭冲刷”“流域内疏松物质多→易被侵蚀"“初期退耕还林生态效益弱→水土流失严重"。答案合理的请酌情给分。

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