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年高考地理微专题3——冲淤平衡冲淤平衡不仅是河流地貌学的核心理论之一,也是解决河流实际问题的重要依据。它涉及多个方面的综合考虑和应用,对于理解河流系统的动态变化、指导河流治理和生态保护具有重要的理论和实践意义。1.冲淤平衡的定义与产生条件(1)定义:在一定时间内,河段上游来沙量等于本河段水流挟沙力,下泄的沙量与进入河段的沙量基本保持相等的现象。河床的冲淤是由于上游来沙量与本河段的水流挟沙力不平衡而引起。(2)产生条件:取决于两个变量,一是上游来沙量,二是河段的水流携沙力(河段泄沙量)。当这两个变量基本相等时,才能达到冲淤平衡。2.冲淤变化原理(1)淤积原理:当上游来沙量大于本河段的水流挟沙能力时,产生淤积,河床升高。因为此时河流无法将上游带来的泥沙全部搬运走,多余的泥沙就会在河床沉积下来。(2)冲刷原理:当上游来沙量小于本河段水流挟沙能力时,产生冲刷,河床下降。河流的水流有多余的能力去侵蚀河床,使河床的泥沙被带走,从而导致河床降低。3.从时空尺度分析(1)时间尺度特性①短时间尺度:平衡只是相对的、暂时的,冲淤不平衡才是常态。由于河流的水文条件、来沙情况等会不断变化,如一场暴雨可能会导致短时间内来沙量大增,破坏原有的冲淤平衡。②长时间尺度:就较长时间内的平均情况来说,河床形态经过调整有可能与流域的来水来沙条件相适应,河段趋于相对的冲淤平衡状态。例如在地质历史时期,一条河流经过长时间的演变,可能会形成相对稳定的河道形态和河床高度。(2)不同部位的表现①同一河段交替变化:同一河段的河流的侵蚀与堆积往往是“你强我弱”,交替进行。流量大时(汛期),以侵蚀为主;流量小时(枯水期),以堆积为主。②河口区域特殊性:河口区域受到河流和潮汐(海浪)的共同影响,两者的强弱“此消彼长”。在洪水期,河流的水量大、含沙量高,河流的作用相对较强,可能以流水沉积为主;而在枯水期,潮流的作用相对增强,可能以海浪侵蚀为主。4.冲淤平衡的类型(1)纵向平衡即来水含沙量与河段挟沙力平衡,不冲不淤以及冲淤平衡。可分为不冲不淤平衡以及冲淤平衡两种。(2)断面平衡主要研究的是汛期洪水水面宽度的扩张问题,在对抗流水侧蚀与堆积作用的过程中,河床断面形状没有改变。(3)平面平衡指的是游荡型河流的稳定问题,其呈现辫状河道或整段河道的局部或整体摆动变化。5.冲淤平衡的影响因素(1)自然因素:包括降水量、植被覆盖率、河流流量、含沙量等。降水量大,地表径流多,侵蚀力量大,带入河流的泥沙多,容易淤积;植被覆盖率低,水土流失严重,河流含沙量大,也容易导致淤积。此外,河流的流速、流量等水文特征也会影响冲淤平衡,流速快、流量大的河流,侵蚀能力强,以下切为主,不利于淤积。(2)人为因素:如水库建设、河道采砂、堤防修建等。水库蓄水会拦截泥沙,导致库区淤积加重,库前侵蚀加重;河道采砂会改变河床形态,影响水流挟沙力,进而破坏冲淤平衡;堤防修建会约束河水流动,减少河流的摆动和泛滥,使河道淤积加剧。6.与河流地貌的关系冲淤平衡是塑造和维持河流地貌的重要因素之一。在冲淤平衡的状态下,河流能够保持稳定的河床形态和河道形态,形成如峡谷、曲流、牛轭湖、天然堤、决口扇、三角洲等河流地貌。例如,黄河下游由于泥沙淤积,形成了地上河和冲积扇等地貌;崇明岛则是长江泥沙淤积形成的河口冲积岛。7.典例分析(1)以黄河为例,黄河是世界上含沙量最大的河流之一,其冲淤变化对下游地区的防洪、航运、生态环境等都产生了重要影响。近年来,随着黄土高原地区水土保持工作的开展和水利工程的建设,黄河下游的淤积情况有所改善,但仍需持续关注和治理。(2)以崇明岛为例,其南岸冲刷、北岸淤积的趋势与长江口的来水来沙条件、潮汐作用等因素密切相关。了解冲淤平衡的原理,对于预测崇明岛的未来演变趋势、合理开发利用岛屿资源具有重要意义。8.巩固练习近年来,我国东北黑土区因融雪侵蚀黑土而退化严重,有机质明显下降。融雪期表层解冻土壤是融雪侵蚀发生的物质条件。图1为2019年3月16日~21日我国东北地区某小流域融雪径流量与泥沙含量的变化过程。采取“横坡垄作+垄沟秸秆覆盖”的农耕方式(图2),可有效减轻黑土退化。读图完成1~3题。1.该流域前期(3月16日~17日)径流量大,后期(3月20日~21日)泥沙含量大的成因是()①前期昼夜温差大②后期积雪融水少③前期土壤解冻少④后期土壤冻结浅A.①②B.②③C.②④D.③④2.该流域夏季河流含沙量一般比春季小,主要是因为夏季()A.坡面径流大 B.降水强度小C.无冻融作用 D.植被覆盖好3.采取“横坡垄作+垄沟秸秆覆盖”耕作方式的主要目的是()A.减少、减缓坡面径流B.增大枯枝落叶含量C.提高作物种植密度D.保持土壤良好墒情三门峡水库运用后库区迅速淤积,同时引起渭河下游和黄河小北干流回水淤积严重。为减轻上游淤积、减小上游河道的防洪压力,水库先后采用了1960—1961年蓄水拦沙、1962—1973年滞洪排沙、1974年至今的蓄清排浑等不同的运用方式。下图是三门峡水库冲淤变化示意图,下表是三门峡水库年均入库水沙量情况。据此完成完成4~5题。时段入库水量/亿m3入库平均含沙量/(kg/m3)年汛期汛期占比/%年汛期1960197319741985198620022003201641140124823823223611111434.826.128.59134.826.12859.153.337.647.415.04.蓄清排浑运用以来,水库年内的冲淤演变特点呈现出(
)A.先冲刷后淤积 B.汛期冲刷,非汛期淤积 C.先淤积后冲刷 D.非汛期冲刷,汛期淤积5.推测蓄清排浑运用以来,三门峡库区整体淤积变缓的原因可能不是(
)A.气候异常,暴雨频次减少 B.中游植被增加,入河泥沙减少C.上游水库拦水使来水减少 D.严格控制水位,利于水沙排泄研究表明,晋陕黄河峡谷的形成演化经历了三个阶段:阶段I为幼年期,宽谷广泛发育,河谷宽浅;阶段Ⅱ和阶段Ⅲ是壮年期,峡谷和阶地显著发育。晋陕黄河峡谷幼年和壮年期地貌叠加,宽谷和峡谷嵌套。晋陕黄河峡谷下游主要为壮年期地貌景观,而上游幼年期地貌更明显。图示意晋陕黄河峡谷的宽谷分布。据此完成6~7题。6.晋陕黄河峡谷幼年期河谷宽浅的原因可能是河流(
)A.流速比较慢 B.径流量大C.曲流欠发育 D.含沙量小7.推测晋陕黄河峡谷上、下游较低阶地地层年龄差异及影响其形成的主要地质作用是(
)A.上游老、下游新侧向侵蚀 B.上游新、下游老搬运堆积C.上游老、下游新下切侵蚀 D.上游新、下游老溯源侵蚀8.阅读图文材料,完成下列各题。潼关断面位于黄河三门峡水库大坝上游113.5千米处(如图1),为渭河下游河道和黄河小北干流河道的侵蚀基准面。潼关高程是指潼关断面流量为1000米3/秒的水位,1973—2000年潼关河段高程升降不断变化(如图2)。渭河河道摆动不定,会造成河势多变、河床易冲易淤,对河道两岸的堤防及下游生产生活造成威胁。图1图2(1)1973年以来,三门峡水库实施“蓄清排浑”对潼关高程升降产生了什么影响?分析原因。(2)分析渭河下游河道摆动幅度与潼关断面高程的关系。(3)结合潼关断面高程与河道摆动的关系,简述该区域防洪的有效措施。2025年高考地理微专题3——冲淤平衡巩固练习答案及解析1.B2.D3.A解析第1题,由材料可知,我国东北黑土区近年来因融雪侵蚀黑土而退化严重,且融雪期表层解冻土壤是融雪侵蚀发生的物质条件。读图可知,3月17日虽然径流量达到了最大,但泥沙含量却相对较少,这主要是因为积雪还未完全融化,土壤仍处于封冻中,被侵蚀的土壤有限;后期一方面随着积雪融化殆尽,融雪径流量逐渐减小,另一方面土壤逐渐解冻,侵蚀开始较为明显,受侵蚀作用影响,大量土壤被搬运,河流含沙量较大,②③正确,故选B。第2题,东北地区属温带季风气候,夏季降水强度较大,理论上降水强度越大流量越大,河流的含沙量一般会较大,但由于该地区典型植被为温带落叶阔叶林,夏季地表植被覆盖率较高,涵养水源、保持水土的能力增强,坡面径流量较小,河流的含沙量比春季要小,与冻融作用无关,故选D。第3题,横坡垄作+垄沟秸秆覆盖的耕作方式,可以拦截一部分的地表径流,增加下渗量,减弱地表径流对土壤的冲刷力度,减轻黑土退化,故选A。4.B5.A解析第4题,根据材料信息可知,1974年至今采用蓄清排浑的方式,结合图示信息可知,整体而言,1974年后在汛期冲淤量大多为负值,在非讯期冲淤量为正值。冲淤量是一个河段淤积量与冲刷量的差值,冲淤量>0,以淤积作用为主;反之则以冲刷作用为主。由此可知,蓄清排浑运用以来,水库年内的冲淤演变特点呈现出汛期冲刷、非汛期淤积的特点,故选B。第5题,蓄清排浑的方式从1974年至今采用,时间跨度相对不大,气候异常导致暴雨频次减少的可能性不大,A选项符合题意。中游植被增加,水土流失减弱,入河泥沙减少;黄河上游水库拦水,使得来水来沙量减少;流域严格控制水位,有利于人工对水沙的调节和排泄,这些措施均有利于促使三门峡库区整体淤积变缓,BCD选项不符合题意。故选A。【点睛】冲淤量是一个河段淤积量与冲刷量的差值,冲淤量>0,以淤积作用为主;反之则以冲刷作用为主。三门峡库区汛期大坝开闸放水,流速快,冲刷能力强,非汛期,大坝蓄水,泥沙大量淤积。6.A7.D解析第6题,由材料可知,晋陕黄河峡谷幼年期宽谷广泛发育,河谷宽浅,说明所处地区地势落差不大,河流流速较慢,河流以侧向侵蚀为主,曲流容易发育,A正确,C错误;同一河段,流量大时,流速较快,下蚀作用较强,容易形成深而窄的河谷,B错误;河流含沙量较小时,河道不易淤积,不易形成宽浅的河谷,D错误。故选A。第7题,地壳抬升,落差增大,河水下切侵蚀作用加剧,形成峡谷,下游主要为壮年期地貌景观峡谷和阶地,而上游幼年期地貌宽谷更明显,说明上游下切侵蚀作用弱,下游下切侵蚀作用强;由材料分析可知,晋陕黄河峡谷下游除下切侵蚀作用外,还存在着向北的溯源侵蚀,导致下游较低阶地的地层年龄较老,上游较低阶地的地层年龄较新,D正确,ABC错误。故选D。【点睛】河谷是由沟谷发育而来的。沟谷流水水量大、流速快,下蚀和溯源侵蚀作用很强,从而使沟谷不断加深和延长。当沟谷深及地下含水层时,地下水开始汇入沟谷。如果沟谷获得了稳定的地下水补给,沟谷就逐渐演变成了河谷。8.(1)影响:汛期高程降低,非汛期高程升高,变化趋势是淤积升高。原因:汛期,大坝开闸放水,流速快,冲刷能力强,潼关高程下降;非汛期,大坝蓄水,泥沙大量淤积,潼关高程上升;泥沙总淤积量大于冲刷量,潼关高程总的变化趋势是淤积升高。(2)潼关高程下降,下游河道侵蚀基准面下降,冲刷侵蚀能力加强,河道加深变窄,河道摆动幅度减小。(或潼关高程上升,下游河道的侵蚀基准面也上升,进而河流冲刷侵蚀能力会减弱,河道会向宽浅方面发展,摆动幅度增大。)(3)加强黄土高原及渭河流域的水土保持,降低河流含沙量,降低潼关高程;疏浚和治理河道;修建、加固水库大坝、防洪堤坝等工程。解析第(1)题,根据图2可知,非汛期潼关高程升降值为正,汛期升降值为负,且汛末高程呈现波动升高的趋势。原因:随着进入雨季,降水增多,河流逐渐进入汛期,此时大坝需要开闸放水,潼关和三门峡水库之间水位差变大,河流流速加快,河水对河床的侵蚀能力加强,潼关高程下降;非汛期,大坝蓄水,两地水位差减小,河流流速减慢,淤积能力增强,潼关高程上升;且结合图2可知,淤积能力大于侵蚀能力,因此,潼关高程总的变化趋势是淤积升高。
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