题型一 水库的水文特征及功能

2024年9月10日，三峡水利枢纽工程正式启动年度蓄水工作，目标水位为海拔175米，这一水位线是三峡水利枢纽工程全面发挥其各项功能的重要标志，为即将到来的冬季和明年春季的用水需求提供保障。

思考：思考：9-10月三峡水库蓄水将水位提高至175米目的是什么？

参考答案：蓄水水位高的目的是全面实现各项功能（发电/供水/航运等），此时，三峡工程水电资源可实现最大限度利用，长江航道将成为更顺畅高效的“黄金水道”。

经典例题：

（2024·黑吉辽卷）水体性质、运动和库区环境等因素影响水库浮游动物生物量及其分布。恰甫其海是位于新疆伊犁谷地特克斯河上的水库，周边植被以草原为主。水库消落区主要分布在南岸。如图为2019年6月和9月恰甫其海表层浮游动物生物量等值线图。据此完成下面小题。

1．影响6月恰甫其海表层浮游动物生物量分布的主要因素是（）

A．透明度B．流量C．营养盐D．流向

2．9月恰甫其海南岸丰富的碎屑食物吸引浮游动物聚集，这些碎屑食物主要来源于（）

A．底泥扰动上浮B．水位涨落携带C．表层水流汇集D．河川径流输入

【答案】1．D 2．B

【解析】1．

2.

3．（2024·广东卷）阅读图文资料，完成下列要求。

针对干旱区煤矿采空区治理和水资源短缺等问题，我国学者提出利用采空区建设地下水库的建议。M煤矿矿区位于晋陕蒙交界地带，属温带大陆性季风气候，地下水资源丰富。该煤矿经过多年开采，已形成采空区。调查发现，该采空区水体中含有来自地表的污染物。图示意M煤矿采空区及地层剖面。

分析在M煤矿采空区建设地下水库的意义。

【详解】M煤矿采空区建设地下水库的意义可以从生态环境、经济效益等方面说明。M煤矿矿区位于晋陕蒙交界地带，属温带大陆性季风气候，降水季节变化大，建设地下水库有利于调节当地水资源的季节分配不均，缓解水资源紧缺状况；干旱区煤矿水资源短缺，建设地下水库有利于增加当地水资源储备，为生态、工农业生产及生活用水等提供保障；同时，建设地下水库有利于减缓地表沉降(塌陷)。

【答案】建设地下水库有利于增加当地水资源储备，为生态、工农业生产及生活用水等提供保障；有利于调节当地水资源季节分配，缓解水资源紧缺状况；有利于减缓地表沉降(塌陷)。

4．（2024·山东卷）阅读图文材料，完成下列要求。

材料一防洪限制水位是水库在汛期允许蓄水的上限水位。受防洪限制水位的约束，汛期降雨径流经水库调节后，仍有大量径流未得到充分利用，作为弃水排放。

(1)分别指出防洪限制水位的高低与汛期水库蓄水量大小、预留防洪库容大小的关系。

材料二近年来，丹江口水库以《丹江口水利枢纽调度规程（试行）》为基础，主要从汛前水位消落、汛期水位控制、汛末蓄水三个方面进行优化调度的探索。2021年，基于精准的降水、洪水预报，丹江口水库在保证防洪安全的前提下，通过优化调度超额完成供水计划，并首次蓄水至设计蓄水位170 m。图1示意汉江流域概况。图2示意优化调度方式与规程调度方式的对比。

(2)以保证防洪安全为前提，优化调度过程中，水库汛期运行水位可在防洪限制水位的基础上适度上浮。说明丹江口水库汛期运行水位可适度上浮的主要保障条件。

(3)分析与规程调度方式相比，优化调度方式的供水优势。

【详解】（1）根据文字信息“防洪限制水位是水库在汛期允许蓄水的上限水位”，根据图示可知防洪限制水位以下位汛期水库蓄水容量，以上至设计蓄水位为预留防洪库容。

（2）了精准的气象预报和水文监测,适当上浮汛期运行水位并精准调控,不会对防洪造成威胁;图示有多个水库,联合运行,可提高整体防洪能力，为适当上浮汛期运行水位提供操作空间。

（3）综合思维与比较思维:从时间上可分为汛前、汛期和汛未三个时间进行分析;将三个时间段的优化调度方式与规程调度方式进行对比，找出差异并分析其在供水方面的优势信息的获取与解读(右图):

【答案】(1)防洪限制水位高，汛期水库蓄水量大；防洪限制水位高，预留防洪库容小。

(2)随着气象预报和水文监测等技术的提高,洪水的可靠预报期更长,防洪调度更为精准；流域内多个水库，能够实施联合调度，提高汉江流域的防洪安全保障能力。

(3)汛前提前(早)消落并加大消落深度，增加汛前的供水量；汛期运行水位适度上浮，增加的水量可用于加大水库汛期的供水量；也可为夏秋汛过渡增加水量，增加汛末蓄水提供保障；汛末抓住提前放水的有利时机蓄水，可有效提高汛末蓄水位，保障下一供水年度的供水安全。

知识回顾：

1．水库的水文特征及功能

一、水库(大坝)的概念

1.大坝：是拦截江河渠道水流的挡水建筑物，是水库的一部分，相当于大门。可形成水库，抬高水位、调节径流、用于防洪、供水、灌溉、水力发电、改善航运等。调整河势、保护岸床的河道整治建筑物也称坝，比如丁坝、顺坝和潜坝等。

2.水库：拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物，是整体工程，相当于房间。是在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。水库建成后，可起防洪、蓄水灌溉、供水、发电、养鱼等作用。有时天然湖泊也称为水库(天然水库)。

【拓展】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5一10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。

【拓展】抽水蓄能电站的特殊作用

①解决电力系统日益突出的调峰问题；

②发挥调压调相作用，保证电网电压稳定；

③发挥事故备用作用，保障电力系统安全稳定运行；

④利用用电低谷抽水蓄能，待用电高峰时冲锋，高峰低谷互相弥补；

⑤低谷时，发电机组也可以满负荷出力自发自用提供给抽水机抽水蓄能，提高了机组利用时间，同时可以更多的在电价高的时候多发多供，提高经济效益。

三、水库（大坝）的作用

大坝的主要作用包括拦截河流、抬高水位以形成水库，以及通过蓄水和抬高水位来发挥多种功能。

1.供水：水库的水可以用于城市供水、农业灌溉等，满足人类生活和生产的需求。水库供水的好处是可以保证供水的稳定性，供水时间和供水量都能得到有效的保证。水库供水可以供给本地区，也可以通过泄水的方式调节下游径流量，保障河流中下游的供水。

2.防洪：大坝通过调节水库的水位，可以在洪水来临时腾出库容，减少下游的洪水威胁，保护下游地区的安全。水库防洪主要是通过蓄集上游来的洪水，减轻下游的防洪压力。库容越大，蓄积的洪水量越多。库容与库区水位的高低，拦河坝的高度都有关系。一般是进入汛期前要泄水，降低库区水位，腾出足够的库容来蓄积洪水。汛后期要提高水位，增加水库的积水量，为后期的稳定用水做保障。

3.蓄清排浑

“蓄清排浑”是水库的一种运用方式，是水库为了减少库区泥沙沉积，保证库容量并蓄水的一种措施。在我国大多在汛期7~9月排浑，汛后10月~11月蓄清。蓄清期通俗的讲是指水库的水不出不进，相对而言将水自然澄清的一个时期，主要是在降水较少的季节，少水，或无水进入水库，有利于水库的蓄清。(蓄水期是指只进不出，让水分越积越多的一个过程。)排浑期指的是开闸放水，把浑浊的水排放出去，引进新的水源，以保证水质的时期。

4.灌溉、旅游、发电、航运、养殖

灌溉，水库的水可以用于农业灌溉，保证作物的水分需求，促进农业生产。

旅游，可以在库区搞一些休闲旅游活动。

发电，水库的水流推动大坝体里的水轮机转动发电，是一种清洁、可再生的能源形式。

航运，水库建成后，水库上游的水位落差会减小，利于船体的平稳航行，同时，库区本身建有多级船闸，可以让船舶通行。

养殖，可以在库区养鱼，但会对水质造成影响，产生水污染。无论那种情况，库区里的水量都需要保持稳定。

四、水库特征水位

水库工程为完成不同任务，在年内不同时期和各种水文情况下，需控制达到或允许消落到的各种库水位，统称为水库特征水位。

水库特征水位主要有正常蓄水位、死水位、防洪限制水位（汛限水位）、防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位等。

正常蓄水位：水库在正常运用情况下，为满足兴利要求应在开始供水时蓄到的高水位，曾称正常高水位、兴利水位、设计蓄水位。它决定水库的规模、效益和调节方式，也在很大程度上决定水工建筑物的尺寸、型式和水库的淹没损失，是水库最重要的特征水位。

死水位：水库在正常运用情况下，允许消落到的最低水位，曾称设计低水位。日调节水库在枯水季节水位变化较大，一般每24小时内将有一次消落到死水位；年调节水库一般在设计枯水年供水期末才消落到死水位；多年调节水库只在连续枯水年组的枯水段末才消落到死水位。水库正常蓄水位与死水位之间的变幅称水库消落深度。

防洪限制水位：又称汛期限制水位，是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位，也是水库在汛期防洪运用时的起调水位。防洪限制水位是协调防洪和兴利关系的关键，对工程防洪效益、发电灌溉等兴利效益、库内引水高程、通航水深、泥沙淤积以及水库淹没指标等均有直接影响，具体研究时要结合工程开发条件，经过全面分析、比较后选定。

防洪高水位：水库遇到下游防洪保护对象的设计洪水时，在坝前达到的最高水位。只有当水库承担下游防洪任务时，才需确定这一水位。

设计洪水位：水库遇到大坝的设计洪水时，在坝前达到的最高水位。它是水库在正常运用情况下允许达到的最高水位，也是挡水建筑物稳定计算的主要依据之一。

校核洪水位：水库遇到大坝的校核洪水时，在坝前达到的最高水位。它是水库在非常运用情况下，短期内允许达到的最高水位，是确定大坝顶高及进行大坝安全校核的主要依据。

三峡大坝调度方案

汛期运行水位浮动方面，三峡水库汛期运行水位严格按照防洪限制水位145.0米控制，实时调度中最高允许上浮至148.0米。

城陵矶防洪补偿调度方面，当三峡水库水位高于155.0米时，一般情况下不再对城陵矶河段进行防洪补偿调度，转为补偿荆江河段，但若城陵矶附近地区防汛形势严峻，可在保障荆江地区及库区防洪安全的前提下，加强溪洛渡、向家坝等上游水库群与三峡水库的联合调度，城陵矶防洪补偿调度水位原则上不超过158.0米。

减轻中下游防洪压力的中小洪水调度方面，根据雨水情状况和防汛需要，三峡水库可开展减轻中游防汛压力的中小洪水调度，在满足相关条件下最高可拦蓄至150.0m运行。

三峡水库平时在9月底会把水位调到162.0m，但如果来水多，就可以调高到165.0m，到10月底就可以蓄到175.0m。

在汛前消落调度方面，三峡水库会保持在初步设计阶段6月10日降到防洪限制水位，但根据地质灾害防治对库水位下降速率的要求，会把集中消落开始时间提前到5月25日，同时规定当上下游雨水情满足一定条件时，可以消落到144.9～146.5m的范围内。

我国水库水位年变化的一般规律

汛期来临前，水库放水至低水位（发挥防洪功能）

汛期期间，水库保持较低水位（发挥防洪功能）

汛期过后，水库蓄水至高水位（发挥发电、供水、航运等功能）

枯水期，水库保持较高水位（发挥发电、供水、航运等功能）

水库相关概念

腾库容：一般水库都是在雨季刚要结束时应开始蓄水，此时正值丰水期后期，水量较大，同时含沙量较小，适合蓄水。而在汛期前开始排水，保证水库防洪功能的完成。比如我国东部沿海地区的水库9月份前后开始蓄水，4月份左右开始排水。再比如每年4、 5月，三峡水库开始放水，在涨水前逐渐使三峡水位放至145米的汛期水位，长江上游的雨水，冰川融化的水等等要多一些，长江每年78 9月为洪水期，这个时间过后每年的9月底左右开始蓄水，逐渐使三峡水位蓄至175米的非汛期水位，再根据三峡大坝以下的情况调节水位。现在每年基本如此。

消落带：又称消落区，是河流、湖泊、水库特有的一种现象。它的形成主要有两个原因，一是季节性水位涨落，主要是指季节性水位涨落使被淹没土地周期性出露于水面的区域。此外还包括特殊气候造成的消落带（如干旱导致洞庭湖水位下降）。二是周期性蓄水，主要是在大型水库（如三峡大坝），消落带的形成主要是因为周期性蓄洪或泄洪所导致的水位升降所造成的。

五、修建水库的利弊

（1）库区上游

有利：水位差减小，水流变缓；水位抬升、河道变宽加深，改善急流险滩，航运条件改善；

不利：水流流速减缓，泥沙淤积加重，净化作用减弱，水质下降；洄游性鱼类减少；淹没农田、生物、文物，迁移居民。

（2）库区

有利：增强防洪、蓄洪、排洪能力；发展灌溉，提高抗旱能力，改善水质，改善供水条件；提高发电量；改善航运条件；有利于水产养殖、旅游；调节周边地区气候（使库区温差变小、空气湿度增大、降水增加，形成“湖陆风”）

不利：①诱发库区地震等地质灾害发生的频率；②影响鱼类的洄游产卵；③水库泥沙不断淤积，流速减缓，水污染加重，水质下降（如富营养化）；④库区地下水位上升，蒸发加剧，导致库区的土地盐碱化；⑤淹没农田、生物、文物，迁移居民；

（3）库区下游

有利：调节径流、削峰补枯、治理旱涝灾害；

不利：库区下游来沙减少－入海口沉积减少，受海浪侵蚀严重，三角洲冲刷侵蚀变小，海岸线后退；（接近库区下游的河段，因水位差增大，水流流速加快；距离更远的如河口附近流速影响不大。）

来水减少－径流量减少，生产生活用水紧张；入海口水位降低，海水倒灌，土壤盐渍化加重，水质变差；入海口河流带来的营养物质减少，土壤肥力下降，影响动植物生存；

水库大坝对区域社会经济的影响

（1）大型水库往往和水电站同时建设，发展经济，增加电力供应，优化能源消费结构，减少大气污染；

（2）为库区周围和下游提供充足的灌溉水源，实现农业稳产、增产；

（3）利用水库发展水产养殖业；

（4）利用水库发展旅游业，如水上游乐项目；

（5）库区上游地区水深增加，河道拓宽，通航里程和通航能力会增加；原有港口，停泊船只吨位提升，港口规模扩大，经济腹地也会变大。

（6）库区周围若有地势较低的水稻田，可能导致排水不良，单产减少。

六、建坝后对临大坝的下游的河段的具体影响

（1）冲刷河床的作用较强，下蚀作用明显

水库建成后，江河水在水库内流速减慢，泥沙沉淀，江河水变清澈。这样的清水经过大坝下泄后，因为水的势能作用，流速加快，进而会重新携带新的泥沙，因此，对下游河床的冲蚀也会随之加大。也就是说在修建水库或大坝后，本来是混有泥沙杂质的浊水在被大坝拦下泥沙（或在水库中沉积）后就成了所谓清水，此清水在下游流动过程中因能量消耗小于浊水而有较高流速，冲刷效果比浊水明显，（即下泄江水泥沙含量下降导致挟沙能力增强。）水库清水下泄的冲刷能力，在水坝下游面附近最强。比如三峡水库蓄水后，上游来沙的60％被拦蓄在水库内，出库及坝下游水流含沙量大幅减少，水流明显变清。受清水下泄的影响，河道冲刷主要发生在宜昌到城陵矶的江段，而再远一些的城陵矶至九江段河段则表现为枯水河槽淤积、平滩河槽冲刷。

（2）临坝处下游河床内的颗粒物粒径增大

由于建水库或大坝后蓄水的原因，导致大部分泥沙沉积在水库内，出库的水体也会形成巨大的落差，坝下游一定范围内河水动力明显加强，从而使水体挟沙能力明显超过其含沙量，水体含沙未饱和引起河床侵蚀，侵蚀搬运带走河床沉积物中相对较细的颗料而留下相对较粗的颗粒，所以在大坝下游附近的沉颗粒物粒径平均值比建坝前大。通俗的说：上游建坝，下游附近河床的侵蚀作用必定加强，因而使细沙被带走，粗沙留下，主要由侵蚀和搬运作用形成。

（3）临坝处下游生态环境的影响

对于某些含沙量较低的河流来说，这种清水下泄的结果，往往会加剧下游河床的冲蚀，造成一定的生态损失。例如美国的格伦峡谷大坝建成后，由于清水下泄，使得下游的河滩、沙洲大面积缩减，不利于水生动、植物的生长。

（4）用来清淤河道的清水也会对岸坡产生一定的侵蚀，造成河堤崩塌

河道清淤，流经下游河床时冲刷效果明显，会带走河道中的泥沙，使河道受到冲刷，河道下切侵蚀加剧，加深河床，可以提高河道的行洪能力，但另一方面，清水下泄会改变河水流势加速河道的侧切与崩岸，危害堤防安全，从而改变航道，对航运产生一定的影响特别是会增加堤岸崩塌的危险。注意的是河床刷深并不会对河道的整体产生影响，主要是公众号·湘说地理造成河床形态改变。

某些国家或地区拆除大坝的目的（或原因）分析

（1）环境保护与生态恢复

拆除大坝的首要目的是环境保护和生态恢复。大坝建设对生态环境造成了一些负面影响，例如阻碍了鱼类的洄游路线，改变了河流的自然状态。拆除老旧大坝，可以使河流恢复自然流动，有利于保护濒危物种，提高水质，以及增强生态系统的服务功能。

（2）安全隐患与基础设施更新

安全问题是促使国家拆除大坝的重要因素。有些大坝由于年代久远或设计缺陷，可能存在安全隐患，过去的悲剧如水坝溃决造成的生命财产损失，使得政府不得不采取行动。同时，更新换代也是必要之举，例如拆除高度较低或功能单一的水坝，以腾出空间和资源用于建设更高效率的清洁能源设施。

（3）经济效益与可持续发展

拆除大坝有时是为了提升经济效益和实现可持续发展。在某些情况下，原先的大坝由于维护成本过高或效益不佳而被拆除，以便重新规划和建设更加经济可行的水利设施。

命题预测：

考向01 从区域认识和综合思维的角度，考查水库运行

水库工程为满足不同时段的用水要求，需要通过蓄水或放水，以达到合适水位。下图为水库部分设计水位及相应库容示意图，其中校核洪水位是发生特大洪水时，水库允许达到的最高水位，兴利库容是指为了满足正常灌溉、发电需要而设计的库容。完成下面小题。

1．工程师在设计死水位海拔时，考虑的主要因素有（）

①泥沙淤积②灌区海拔③洪水频率④坝体强度

A．①②B．②③C．①④D．③④

2．通常年份，长江上游水库下调至防洪限制水位的时间接近（）

A．2月初B．5月底C．8月初D．10月底

【答案】1．A 2．B

【分析】1．根据所学知识， 死水位是指水库在正常使用情况下允许消落到的最低水位。由图可知，死水位以下存在泥沙淤积，在设计死水位海拔时，要留出部分库容供泥沙淤积，以保证水库的正常使用，因此①正确；死水位下存在灌溉或发电引水口，因此在设计死水位海拔时，要保证能够进行自流灌溉，需要考虑灌溉地区的海拔，因此②正确；根据所学知识，死水位以下的库容称为死库容， 死库容的水量除遇到特殊的情况外(如特大干旱年)，它不直接用于调节径流，所以在设计死水位海拔时，不需要考虑洪水频率，因此③错误；坝体强度主要影响水库的库容和防洪标准，对死水位海拔影响较小，因此④错误。综上所述，A项正确，BCD错误，故选A。

2．根据所学知识，为发挥三峡水库在长江防洪方面的重大作用，要在长江流域雨季来临之前腾出库容，以便于汛期蓄水，减轻下游洪水压力。根据我国雨带的推移规律，长江流域一般在6月份进入梅雨期，则长江上游水库下调至防洪限制水位的时间接近于5月底。因此B项正确，ACD错误。故选B。

考向02 从区域认识和综合思维的角度，考查蓄清排浑

3．阅读图文材料，完成下列要求。

“蓄清排浑”是指采用“拦、排”结合的策略，拦蓄含沙量较小的水流、排走含沙量较大的水流，以保持水库有效库容。“蓄清排浑”是三峡水库保持有效库容的基本措施，初步设计方案为：水库水位绝大多数时间维持在防洪限制水位145，遇大洪水时（流量大于56700m/s）拦洪蓄水，洪峰过后，仍降至防洪限制水位145m运行，10月份开始蓄水到175.12月至次年4月，水库尽量维持在较高水位，4月末以前水位最低不低于155m。水库建成后，三峡入库水量及沙量均呈现明显减少趋势。针对新的水沙条件，2009年对三峡水库的水库调度方式进行了优化，图为三峡水库初步设计调度方案与优化方案示意图。

(1)指出三峡水库维持在防洪限制水位145m的时间段并说明原因。

(2)分析12月至次年4月水库尽量维持在较高水位的原因。

(3)读图说明优化调度方案下水库调度主要的变化，并分析其目的。

【答案】(1)每年6-9月；此时为长江流域汛期，河流流量大，低水位运行可为大洪水腾出防洪库容；河流含沙量大，水库保持低水位运行利于泥沙排出库外，防止库区淤积。

(2)12月至次年4月，长江处于枯水期，水位较低，入库流量减少，防洪压力小；库区蓄水至高水位以保证下游水电站发电需要的落差和水量；抬高上游水位，满足上游河断通航需求。

(3)汛后蓄水时间提前（由10月提前到9月）；减轻了大坝下游防洪负担；缓解水库蓄满与下游供水的矛盾，提升水库蓄满率；充分利用汛期洪水资源，满足下游通航需求；增加水库发电量。

【详解】（1）根据图中信息可知，维持在防洪限制水位的时间为6-9月，此时期为长江流域的雨季，长江正值汛期，流量大，含沙量大，维持在防洪限制水位，主要是发挥排浑作用清理库区淤泥，同时也可为防洪腾出一定的库容量。

（2）12月至次年4月为长江流域的干季，降水少，为长江的枯水期，入库流量减少，河流水位较低，入库流量减少，防洪压力小，可以高水位运行；此时保持水位可以为下游保证水电站发电需要的落差和水量，稳定发电量；水库高水位运行，可以抬高上游水位，满足上游河断通航需求，发展航运。

（3）读图可知，汛后蓄水由10月提前到9月，提前蓄水可以减轻大坝下游防洪负担，缓解下游洪涝灾害；提升水库蓄满率，防止因满足枯水期下游用水需求而导致的水库难以蓄满的现象；增加的蓄水量可用以满足下游通航需求及增加水库发电量；提前蓄水，提高水库容量，充分利用汛期洪水资源，提高通航能力，满足下游通航需求。