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冲淤平衡在我们后台留言中出现的频率很高,近几年的高考难题很多都和它有关,今天我们就安排上,友情提示:全文干货,只要静心、耐心认真看,就一定会有收获~
01
什么是冲淤平衡?
“冲”,即侵蚀搬运,“淤”,即淤积沉积。
冲淤平衡简单来说,就是上游带来多少泥沙,离开本河段时都能带走。
即指在一定时间内,上游来沙量 = 本河段水流挟沙力 = 下泄的沙量。
所以由等式可知,冲淤平衡取决于两个变量:
上游来沙量
河段的水流携沙力
当这两个变量基本相等时,即冲淤平衡。然而,现实情况中,河流的水文条件是不断变化的,短时间尺度下,平衡只是相对的、暂时的,冲淤不平衡才是常态。
02
什么是冲淤不平衡?
冲淤不平衡,可以分为以下三种情况:
淤积原理上游来沙量>本河段水流挟沙能力,
所以产生淤积,河床升高;
冲刷原理上游来沙量<本河段水流挟沙能力,
所以产生冲刷,河床下降;
交替原理同一河段,河流的侵蚀与堆积往往是交替进行。流量大时(汛期),以侵蚀为主;流量小时(枯水期),以堆积为主。(这是一般情况下的结论,具体情况还需根据实际的资料和数据判断)
而在河口地区,除了河流因素外,潮汐(海浪)作用也影响着冲淤情况:
流水沉积+海浪侵蚀 或者 流水侵蚀+海浪堆积
河流和海浪两者“此消彼长”,也影响着海岸线的变化。
考题怎么出?
冲淤平衡问题很重要,几乎年年都会出现在高考中,而且常以区域分布图、剖面图为背景,来考察某一河段或是河口海岸地区的冲淤平衡情况,一般难度都不低,让我们一起来看看这些高考题吧~
1.上游河段
参考答案
1.(地壳抬升)河流下切(未摆动);单一岩性(岩性相近)河岸,河岸直立。
2.变化特征:深度增加。原因:融雪补给为主,流量持续增长,水位上升;融雪补给为主,含沙量低,流速持续加快,侵蚀河床。
3.降水补给,(坡面侵蚀强)河水含沙量高;径流量与流速变率大,流速降低时泥沙快速淤积。
这一题既考察了河流断面横向冲淤平衡问题,也考查到了河流纵向冲淤平衡问题。
横向冲淤平衡问题
一般在地形平坦的弯曲河道比较显著,河流以侧蚀和堆积为主。凹岸水流速度快,凸岸水流速度慢,所以会发生凹岸冲刷,凸岸淤积的冲淤不平衡现象。
但该河段地处内陆高山,落差大,河流以下蚀作用为主,侧蚀作用不明显。同时两侧岩石岩性相近,较为坚硬,不易被侵蚀,所以河道能保持断面平衡,河面宽度变化不明显。(第一小问)
纵向冲淤平衡问题
由图可知,4—6月河床(河底)高度下降,要想找到背后的原因,需要套用前面提到的分析思路,上游来沙量(A)<本河段水流挟沙能力(B),产生冲刷,河床下降。从A、B两个角度入手:
先看A,该时期上游来沙量小,融水补给相较于降水补给,对坡面冲刷作用较小,水土流失少;
再看B,河段流量增加、流速快,携沙能力强;
A<B,所以这个时期该河段的河床以冲刷作用为主;(第二小问)
由图可知,8月河床(河底)高度抬升,再次套用前文提到分析思路,上游来沙量(A)>本河段水流挟沙能力(B),所以产生淤积,河床升高;依然从A、B两个角度入手:
先看A,8月雨水冲刷强,上游来沙量大;
再看B,降雨过后,流量快速下降,携沙能力弱;
参考答案
9.D 10.C 11.C
上面的第9、10题中提到了“游荡河道”,其成因与河流纵向冲淤平衡问题有关。
一般该河段河流纵比降大,上游坡度大,而到了该河段,河床变得宽而浅,河道反复分岔合并。
洪水季节,上游带来大量的泥沙,在该河段流速减慢,携沙能力减弱,泥沙沉积,形成水下浅滩;
枯水季节,浅滩露出成为沙岛,沙岛与沙岛之间是多股河道,交织如辫,所以河道摆动频繁。
而11题中,由于渭河汇入主流处位于小北干流的下游,支流的水与沙堵住在了交汇处,导致顶托作用增强,小北干流流水不畅,水位上升,泥沙淤积增强。3.河口地区
参考答案
4.C 5.B 6.D
第4题中贝壳堤位置的变化,其实反映的是海岸线冲淤平衡的问题。贝壳堤是由死亡贝类生物在海岸带堆积而成,所以在其形成的过程中,海岸附近冲淤接近平衡,海岸线位置稳定,才有利于贝类堆积;
而第5、6题考查的是冲淤不平衡问题,黄河改道变动,带来大量泥沙而导致冲淤不平衡,泥沙不断淤积,海岸线又开始往海洋推进。
有哪些影响因素?
从上面题目中不难发现,在分析冲淤这类问题时,需要紧紧抓住来沙量和水流携沙力这两个关键变量,那它们有哪些影响因素?
径流量:一般来说,径流量越大,搬运能力越强,能携带的泥沙就越多,所以冲刷侵蚀能力就越强。就比如一辆公交车和小轿车相比,公交车的空间大,能搭载的乘客会更多。
所以黄河每年都会进行调水调沙,通过水库的大量泄水,以较大流量集中下泄,形成人造洪峰,进而加强对下游河床的冲刷能力,减少河床淤积。
流速:流速越快,搬运能力越强,河流以冲刷侵蚀作用为主;反之,如流速越慢,则以淤积为主。
含沙量:河流含沙量大,对河床的侵蚀能力弱。因为河水本身携带的泥沙多,已经接近饱和,无法再带走沿途河床的泥沙,也就无法对河床形成明显的侵蚀。就如同一辆满载乘客的公交车,已经无法再让沿途的乘客上车;
反之,河流含沙量小,对河床的侵蚀能力强。河流本身携带的泥沙少,携沙能力没有饱和,还可以从沿途河床带走泥沙,从而对河床造成侵蚀。
而含沙量的多少,又与地表物质疏松程度、植被覆盖情况、降水强度(坡面侵蚀冲刷)、支流多少(带来更多泥沙)等因素密不可分。
水位变化:河流汛期水位高、水量大,以侵蚀作用为主;枯水期水位低、水量小,以淤积为主。
工程建设:水利工程的建设(如修建水库、大坝等),起着拦沙蓄水、调节水流等作用,影响着冲淤平衡;而河道的加固,也能减少河流对堤岸的冲刷。
海水作用:在河口地区,由于海水顶托,造成水流流速减慢,或沿岸洋流携带了大量泥沙,这些情况都会加剧淤积作用;
而潮汐(海浪)作用强,携沙能力大的区域,侵蚀作用也可能会增强。
除了以上提到的径流量、流速、含沙量、水位变化、工程建设、海水作用等因素,河岸岩性和河道宽浅等因素,也会影响河流冲淤平衡。
所以在这么多的影响因素下,短时间尺度内,要保持冲淤平衡是很难的,不平衡才是常态,淤积与冲刷在这过程中此消彼长,交替进行。
一起来做题
参考答案
1.C
【解析】该题图表的数据是每10年累计冲淤量的统计,每个(10年)年份的实际冲淤量=该年的累计冲淤量-(减去)上一年的冲淤量。前50年冲淤量均为负值,说明冲刷大于淤积,第50到第100年冲淤量为正值,说明淤积大于冲刷。故答案选C。
2.A
【解析】前50年间河流以冲刷为主,为保护河岸需要加固河堤,防治河岸坍塌、河岸摆动。故答案选A。