水库调水调沙是高考地理中一个高频且综合性强的内容,核心是借助水利工程(如小浪底水库)的调度,人为制造或放大洪峰,利用水流动能将水库和下游河道淤积的泥沙送入大海。它既是治理黄河泥沙的关键手段,也是考察“人地协调观”与“工程思维”的典型载体。

打开网易新闻 查看精彩图片

一、 核心原理

1.目的:解决水库库容淤积与下游河道抬升两大难题。一方面冲刷水库自身淤积,恢复库容;另一方面“蓄清排浑”将泥沙冲入深海,减少下游河道淤积,实现“二级悬河”的治理。

打开网易新闻 查看精彩图片

2.关键机制:利用水流的输沙能力(输沙率与流速的高次方成正比)。通过集中泄放蓄水,制造大流量洪峰,利用巨大的水流能量,使淤积的泥沙起动并维持悬浮状态,实现“冲淤平衡”或“冲大于淤”。

二、 主要调度方式

打开网易新闻 查看精彩图片

1. 蓄清排浑(三峡、小浪底等年调节水库常用)

(1)汛期(排浑):水位较低,打开底孔排放高含沙洪水,利用洪水本身能量“推淤出库”。

(2)非汛期(蓄清):关闸蓄水,拦截清水,保障供水与发电。

2. 异重流排沙

打开网易新闻 查看精彩图片

高含沙水流因密度大,会潜入清水底部沿库底前行。通过精准预报,在异重流到达坝前时打开底孔,可将其高效排出,是小浪底等水库精细调度的关键技术。

3. 人工塑造洪峰

黄河等缺水的北方河流,利用上游水库下泄清水,与支流高含沙水流遭遇,人为制造“人造洪峰”,以解决天然洪水不足的问题。

三、 典型区域案例

打开网易新闻 查看精彩图片

1.黄河小浪底水库(最核心考点)

(1)时间:通常在6月下旬至7月上旬(黄河主汛期来临前)。

(2)过程:先利用上游水库下泄清水“调水”,冲刷小浪底至花园口区间泥沙;再打开小浪底排沙洞“调沙”,利用巨大水流排出库内泥沙。

(3)意义:不仅解决小浪底自身淤积,更关键的是利用下泄清水的下游输沙能力,冲刷河南、山东段河道,实现全流域减淤。

四、 高考常见设问与逻辑

打开网易新闻 查看精彩图片

1. 原因分析:为何要调水调沙?

(答:黄河泥沙含量大,水库与河道淤积严重,威胁防洪与工程寿命。)

2. 时间选择:为何选在6月?

(关键得分点:①为主汛期腾出防洪库容;②利用汛前腾空库容的契机;③农业用水高峰期后,兼顾供水;④此时植被覆盖率较夏季低,水土流失相对集中。)

打开网易新闻 查看精彩图片

3. 利弊影响

(1)利:延长水库寿命;降低河床;维持河口湿地生态(增加入海泥沙)及三角洲面积。

(2)弊:短期下泄流量骤增可能威胁下游堤防安全;对下游水生生物(如产卵期鱼类)产生扰动;改变河流天然径流节律。

五、 备考建议

打开网易新闻 查看精彩图片

在主观题作答时,务必注意时空尺度:

1.时间上,需区分“调水调沙期间”(短时、高流量、高含沙)与“蓄清排浑全年运行模式”。

2.空间上,要区分库区(冲刷,水位下降)与下游河道(冲刷为主,但若调度不当可能造成“上冲下淤”)。

打开网易新闻 查看精彩图片

作为延伸思考,可以关注2024-2025年黄河古贤水利枢纽投运后的新变化。该工程位于小浪底上游,具备更大的调蓄库容。未来通过“古贤+小浪底”联合调度,有望将调水调沙的成功率从目前的不足30%大幅提升,这可能是未来高考命题中“国家重大工程”与“流域系统治理”结合的热点方向。

六、例题分析

河流是连接陆地和海洋两大碳库的重要通道。为缓解下游防洪压力和河道淤积,黄河利用水库调水调沙,水库调控期间,黄河口近岸以陆源有机碳为主,表层沉积物的有机碳含量与悬浮颗粒物粒径呈负相关。下图示意黄河河口某水文站2020年调水调沙期间流量和悬浮颗粒物浓度。据此完成1~3题。

打开网易新闻 查看精彩图片

1.水库调水期间,黄河河口沉积物主要来自( )

A.上游荒漠 B.黄土高原

C.库区淤积 D.下游河床

2.水库调沙期间,黄河河口处河流悬浮物( )

A.颗粒粗,浓度大 B.颗粒粗,浓度小

C.颗粒细,浓度大 D.颗粒细,浓度小

3.与调水期相比,黄河调沙期间,河口陆源有机碳输送( )

① 含量较低 ②含量较高

③ 距离较近 ④距离较远

A.①③ B.①④ C. ②③ D. ②④

1..D 2.C 3.D

第1题,据图可知,水库此次调水期正值黄河汛期来临前,黄河河口水文站显示调水期径流量较大,则说明此时水库向下游放水形成人造洪峰,以提高下游行洪能力,实现对黄河下游河床全线冲刷,故河口沉积物主要来自下游河床,D正确;上游荒漠地区的沉积物较少,且距离河口较远,运输过程中沉积物可能会在沿途沉积,A错误;在水库调水期间,水库会拦截大部分来自黄土高原的泥沙,因此黄土高原的泥沙不会大量到达河口,B错误;库区淤积的沉积物在水库调水期间会被冲刷出来,但这些沉积物主要是水库建成后积累的泥沙,并非河口沉积物的主要来源,C错误。

第2题,由图可知,调沙期河口泥沙浓度增大,但径流量较小,则此时流水搬运泥沙能力较弱,颗粒较细,C正确;题干中提到悬浮颗粒物粒径与有机碳含量呈负相关,说明颗粒物应该是较细的,而不是较粗,A、B错误;调沙期间悬浮物浓度通常较大,而不是较小,D错误。

第3题,河口陆源有机碳含量与悬浮颗粒物粒径呈负相关,调沙期间悬浮物颗粒细,有机碳含量较高且更易被水流输送至较远地区,①③错误,②④正确。故选D。