探究河流流量與水位、流速的關(guān)系【跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)】人教版水位、流速的關(guān)系【跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)】01020304計(jì)算面積河流橫截面面積初探關(guān)系河流橫截面面積的變化再尋關(guān)聯(lián)河流水位與流量的關(guān)系探尋原理流速與河流橫截面之間的關(guān)系計(jì)算面積0101.計(jì)算河流橫截面面積

河流的過水橫截面近似倒梯形。假設(shè)一條河流某處的河底寬度為60米，河水深度為3米時(shí)，河面寬度為100米（圖2.34）。圖2.34河流過水橫截面示意運(yùn)用梯形面積公式，計(jì)算河流在該處的過水橫截面面積，寫出計(jì)算過程。01.計(jì)算河流橫截面面積梯形面積公式（A）：過水橫截面面積（A）：（上底a+下底b）×高h(yuǎn)÷2（60+100）×3÷2=240（平方米）探索水位變化引起的河流橫截面面積變化0202.探索水位變化引起的河流橫截面面積變化枯水期水位、平水期水位、汛期水位和最大洪峰水位的過水橫截面面積變化?？菟谄剿谘雌谧畲蠛榉?2.探索水位變化引起的河流橫截面面積變化假設(shè)河底寬度為60米不變，當(dāng)河流水深為3米時(shí)，河面寬度為100米，列出方程，計(jì)算不同水深的河面寬度和河流過水橫截面面積，并填入表2.4。特征時(shí)期水深/米河面寬度/米過水橫截面面積/米2最大洪峰3.2汛期2.5平水期1.7枯水期1表2.4不同水位下的河面寬度和過水橫截面面積圖2.35不同水位下的河流橫截面示意設(shè)：水深為h，河面寬度為y，橫截面面積為A,根據(jù)圖形相似原理，可列出方程如下：102.7260.393.3191.782.7121.373.366.76020203hy60A探尋河流水位與流量的關(guān)系0303.探尋河流水位與流量的關(guān)系

如圖2.36在A-B位置垂直河流作一個(gè)橫截面，假設(shè)河水通過A-B位置橫截面的流速為2米/秒，可以從A-B位置向下游2米處的C-D位置再截取一個(gè)橫截面。假設(shè)河流兩岸平行，A-B至C-D間的水量數(shù)值上等于以A-B過水橫截面為底，高為2米的棱柱體積。該體積就是通過A-B橫截面的流量值。（1）根據(jù)以上描述，列出流量Q的計(jì)算公式。圖2.36河流某河段流量計(jì)算原理示意Q=A·V（A為河流橫截面面積，V為流速）03.探尋河流水位與流量的關(guān)系（2）假設(shè)河底寬度不變，當(dāng)河流水深為3米時(shí)，河流平均流速為2米/秒，結(jié)合任務(wù)一的計(jì)算結(jié)果，估算此時(shí)橫截面的流量為____________米3/秒。圖2.36河流某河段流量計(jì)算原理示意Q=A·V（A為河流橫截面面積，V為流速）=240x2=48048003.探尋河流水位與流量的關(guān)系（3）如果河流在枯水期、平水期、汛期和特大洪水期的流速分別為1.5米/秒、2.5米/秒、5米/秒、9米/秒，結(jié)合任務(wù)二的結(jié)果，計(jì)算不同特征時(shí)期的流量，并繪制水深—流量關(guān)系曲線（圖2.37）。Q=A·V（A為河流過水橫截面面積，V為流速）特征時(shí)期水深/米過水橫截面面積/米2（Z)流速米/秒(V)流量米3/秒(Q)最大洪峰3.2260.39汛期2.5191.75平水期1.7121.32.5枯水期166.71.52342.7958.5303.25100.05流量(米3/秒)水深/米01233.52.51.50.540080012001600200024002800探究黃河“束水攻沙”的原理0404.探究黃河“束水攻沙”的原理（1）請用現(xiàn)代漢語描述潘季馴的“束水攻沙”方略。當(dāng)水流分散時(shí)流速減緩，泥沙容易沉積導(dǎo)致河床抬高；而將水流集中后，流速加快，沖刷力增強(qiáng)，能帶走河底泥沙使河道加深。具體做法是通過修筑堤壩約束河道寬度，迫使水流集中形成較大沖擊力，利用這種水力沖刷作用持續(xù)帶走河床淤積的泥沙，從而維持河道深度和通航能力。

水分則勢緩，勢緩則沙停，沙停則河飽，尺寸之水皆由沙面，止見其高。水合則勢猛，勢猛則沙刷，沙刷則河深，尋丈之水皆由河底，止見其卑。筑堤束水，以水攻沙，水不奔溢于兩旁，則必直刷乎河底。一定之理，必然之勢，此合之所以愈于分也。04.探究黃河“束水攻沙”的原理（2）在河流流量一定的情況下，流速與河流橫截面有關(guān)，試從流速與河流橫截面關(guān)系說明“束水攻沙”原理。在流量恒定時(shí)，根據(jù)方程（Q=A·v），