微专题 | 牛轭现象与嵌入式河曲 黄河调水调沙

在一些河流众多的平原地区，我们时常能看见一种形态独特的湖泊。它们呈弯曲的条带状，类似人字型的牛轭，所以被形象地称为牛轭湖。在河流流经的高原、山地、丘陵地区，地形起伏较大，弯曲度较大的河流深嵌在河谷之中，称为嵌入式河曲。

01

河曲

河曲定义：弯曲的河床平面形态又称河曲。

形成原因：

①环流作用使河流一岸受冲刷，另一岸堆积，形成河曲。

②河床底部泥沙堆积形成障碍，使水流向一岸偏移，形成河曲。

③由于河床两岸岩性不一致或构造运动造成两岸差异侵蚀而形成的河曲。

它和这两种地貌有何联系？

三者联系：

平原地区的河曲形成后，不断侧蚀，同时还不断向下游迁移，在其迂回范围内，形成河曲带（如下图）；当河床弯曲愈来愈大时，这条河流的上下河段愈来愈接近，形成狭窄的河曲颈。洪水时可能被冲开，河道截弯取直，弯曲河床段形成牛轭湖。

河曲按形态又可分为自由式河曲与嵌入式河曲，平原、盆地地区形成的自由式河曲在地壳抬升后，河流下切又形成嵌入式河曲。

02

牛轭现象

定义：是平原地区河曲发育过程中自然形成的一种牛轭状的湖泊，由于河流的变迁或改道,曲形河道自行截弯取直后留下的旧河道形成。

分布：我国的牛轭湖多分布在长江中下游平原和东北平原

（鸭绿江上牛轭湖的卫星地图）

形成过程：在平原地带，河流因为地转偏向力、地质结构、土壤岩石质地差异等因素的影响，通常难以保持一条直线流动，会产生弯曲（如下图①）。当河床弯曲越来越大时，这条河流的上下河段越来越接近，形成狭窄的河曲颈（如下图②）。洪水时，河曲颈可能被冲开，河道截弯取直（如下图③）。河床取直后，弯曲河床段因为泥沙淤塞、水位下降，逐渐与主河道分离而被废弃，成为遗留在原河流凹岸边一段弯曲积水的湖泊，从而形成了牛轭湖（如下图④右侧耳朵状的就是牛轭湖）

（牛轭湖演化示意图）

（牛轭湖形成示意图）

影响：

①我国大型牛轭湖湖泊多为由于河流摆动，其天然堤阻塞支流而储水成湖，如洞庭湖（湖南）、鄱阳湖（江西）、白洋淀（河北）、洪泽湖（江苏）等。

②这类湖泊多为淡水湖，湖形多呈弯月形，湖面水域开阔，水深较小。多分布于平原地区，湖区周经济发达，文化历史遗迹丰厚，旅游价值较高。如长江中下游平原和东北平原例如湖北省江汉平原地区，大小湖泊星罗棋布。这些湖泊是由长江、汉水带来的泥沙进入古云梦泽堆积形成，如位于江汉平原最南部的洪湖，黄河故道形成的乌梁素海。

03

嵌入式河曲

（某丹霞区嵌入式河曲的卫星地图）

定义：一般说来，一条河流先是在平原和盆地中形成了“河曲”，后来遇到了地壳的持续抬升，这等于给了河流向下切割的力量，而河流的流动已经被束缚在早先形成的“河曲”之中，因此河流就保留着原有的“蛇曲”形态，一直向下切下去直到深深地切到地壳的岩石圈中，看上去好像“嵌进去”一样。

（嵌入式河曲与自由式河曲对比）

形成原因：在地壳急剧抬升时，河曲保持原形切入基岩中形成。地壳的抬升是其形成的重要原因，所以嵌入式河曲一般发育在山地。

（陕西延川段黄河大型嵌入式蛇曲）

04

例题训练

1. 阅读图文材料，回答下列问题。

材料一 我们一般见到的蛇曲景观大都是在草原或湿地上，但在青海省称多县称文镇的热喔拉山上，能看到通天河的多个连续拐弯(如图)。河流穿行在山脉之间，仿佛嵌入岩石深处，如游龙一般蜿蜒曲折，通天河的这种连续拐弯、特殊的蛇曲景观，被称为“嵌入式蛇曲”。据科学考察表明，青藏高原在抬升到现在高度之前，曾经是低海拔、起伏和缓的夷平面。

材料二 藏雪莲生长在海拔4800—5800米的高山流石滩上(雪线以下，高山草甸以上的过渡地带),这里空气稀薄，经常出现霜冻、雪雹和强风，雪莲种子在0℃发芽，3-5℃生长,幼苗能经受零下21℃的严寒。藏雪莲生长速度缓慢，从种子发芽到开花结籽，需要5年时间，但实际生长天数只有八个月。雪莲花不易采摘，数量有限。雪莲药用价值极大，被人们奉为“百草之王”、“药中极品”，青海金诃藏药公司采用称多县海拔5000米雪峰上的优质雪莲，先经过古法自然的传统工艺晾晒、萃取、分离，并引进美国现代化的工业制药技术将药粉再制成胶囊、片剂、滴丸、口服液等，产品远销国内外。据生态学者调查，近些年来野生藏雪莲数量锐减，有灭绝的威胁。

（1）根据材料一分析通天河“嵌入式”蛇曲的形成过程。

（2）结合材料二分析野生藏雪莲面临灭绝威胁的原因，并提出可行性的保护措施。

【答案】

（1）地质历史时期，青藏高原地形平坦，通天河以侧蚀为主，形成蛇曲；印度洋板块向北俯冲挤压(伴随板块运动)，青藏高原地壳抬升；河流落差增大，发生下切侵蚀，（形成“嵌入式”河曲（2）原因：自然生境恶劣，种子发芽率低，繁殖困难；生长缓慢，产量少；药用价值大，过度采挖，措施：建立自然保护区；人工培育，扩大产量。

【解析】

（1）地质历史时期，青藏高原曾经是低海拔、起伏和缓的夷平面，地形平坦，通天河水流慢，以侧蚀为主，形成蛇曲。伴随板块运动，印度洋板块向北俯冲挤压，青藏高原地壳抬升。河流落差增大，发生下切侵蚀，形成“嵌入式”河曲。

（2）根据材料二，藏雪莲生长的自然环境恶劣，种子发芽率低，繁殖困难。从种子发芽到开花结籽，需要5年时间，生长缓慢，产量少。药用价值大，过度采挖，导致面临灭绝的威胁。保护措施主要是建立自然保护区。通过人工培育，扩大产量。

2. 阅读图文资料，完成下列各题。

材料一 近于环形的弯曲河流被称为河曲或者蛇曲（见下图a）。当河流经过平坦地区，如果抗冲刷能力弱的一侧河岸在河水的侵蚀作用下坍塌，原来的顺直河岸就会变得弯曲凹陷。冲向凹岸的下降水流流速快，使得凹岸后退、越来越凹；冲向凹岸的水流折向河底后沿凸岸一侧上升，上升的过程中水流速度变慢、携沙能力降低，泥沙在凸岸一侧下沉堆积，使得凸岸变得越来越凸。

蛇曲有两种类型：自由河曲和嵌入式河曲（见下图c）。一般来说，蛇曲很难发育在岩石中，因为在岩石上很难发生“凹岸冲刷，凸岸堆积”这种情况----但无独有偶，在黄河流经的晋陕大峡谷和长江流域的四川盆地中都发育有嵌入地下岩石中的“嵌入式蛇曲”。

在四川盆地的一些丘陵上广泛存在一个砾石层，砾石磨圆度很高且分布高度大致相等。

材料二 风水学在中国文化中是一门源远流长的学问。其目的之一是教导民众，在山河大地之间，挑选一处适合人类生存的环境，并利用此环境，积极奋斗，努力不懈，进而使长居此地的人们健康、平安又兴旺成功。虽然经过时间演化，有迷信成份，但里面却包含着中国古代朴素地理学的思想。

殷商时代的居住风水---“攻位于汭”。（见下图b；汭：河水内湾环抱处，为凸岸）

（1）概述“蛇曲”形成的自然条件。（8分）

（2）结合上述图文材料，简述“嵌入式蛇曲”的形成过程。（16分）

（3）根据上述材料一、二和图6，分析殷商时代“攻位于汭”的原因。（12分）

【答案】

本题主要考查外力作用与地表形态及城市区位。

（1）地形相对平坦，有落差但相差不大；（4分） 地表物质松散（或疏松）适度。（4分）

（2）凹岸侵蚀（4分），凸岸堆积（或沉积）（4分），形成自由蛇曲；自由蛇曲形成后地壳发生快速隆升（或抬升）（4分） 河水向下侵蚀切割基岩（或岩石）（4分），形成嵌入式蛇曲；

（3）凸岸是沉积岸（或泥沙沉积）（2分），有利于土壤形成（或土壤肥沃，有利于农业生产）（2分）；水流较缓（2分），有利于取水（2分）；三面环水（2分），可作防御之用（或有利于防御）（2分）。

3. “牛轭湖”的形成过程如下图所示。回答下题。

（1）图中四幅河流地貌的演变过程应为：

A. ①④②③ B. ①②③④

C. ④①②③ D. ①④③②

（2）关于图中所示地区地理环境特征的叙述正确的是：

A. 牛轭湖分布在河流的右岸

C. 降水丰富，适宜发展种植业

B. 地势较为平坦，水流缓慢

D. 交通便利，人口密集

答案：（1）B （2）B

4. 下列关于牛轭湖形成的地质过程，叙述正确的是

A. 甲处常发生河岸崩塌现象

B. 乙处可见大量鹅卵石

C. ②到③可能发生于某次洪水过程

D. 丙处可能发生了一次滑坡

5. 内蒙古高原多见牛轭湖的原因是

A. 地势较高 B. 地形平坦

C. 降水较少 D. 风沙较大

答案：4.C 5.B

解析

第4题，牛轭湖形成初期，河流沿河曲摆动，凹岸侵蚀，凸岸堆积，图中甲处以堆积作用为主，河岸不会崩塌，A错；乙处以侵蚀作用为主，而鹅卵石常形成于堆积岸，B错；当河曲越来越弯，水量增加时河流便截弯取直(如图③)，河流从截弯取直处流动，原有河曲被废弃，形成牛轭湖(如图④)；丙处不可能出现滑坡，D错，C正确。

第5题，牛轭湖多发在地势平坦地区，有明显的侵蚀和堆积作用，而内蒙古高原地势平坦开阔，故B正确。

牛轭湖形成过程如图所示。完成第6题。

6. 下列说法，正确的是

A. 地转偏向力加快了对河流左岸侵蚀的速度

B. 牛轭湖往往出现在河流上游向下侵蚀强烈的地区

C. 北半球的牛轭湖一定出现在河流的右岸

D. 流水的侵蚀、搬运、堆积等作用促进了牛轭湖的形成

答案：D

7. 在长江上游通天河（青海省曲麻菜至直门达）长达400多千米的河段上，连续分布着密集的河流弯道，这种连续的河流弯道称为河曲，但河曲一般形成于地势平坦，河流落差小的河段，而通天河河曲段位于海拔5000多米的高山峡之中，这种河曲叫嵌入式河曲，下图示意通天河曲麻菜至直门达段河曲分布及景观。据此完成7-8题。谭老师地理工作室综合整理

（1）通天河嵌入式河曲的形成，说明图示地区曾经为

A. 冰川广布的平原

B. 海拔较低的丘陵

C. 地势低缓的高原

D. 大面积的沉降带

（2）通天河嵌入式河曲发育的重要内力作用是

A. 地壳的持续沉降

B. 瀑布的不断后退

C. 河流的不断侧蚀

D. 地壳的持续抬升

答案（1）A （2）D

7月11日

2023年黄河汛前调水调沙

正式结束

此前

作为黄河每年最大的

水利工程调度活动

小浪底水利枢纽调水调沙过程中

出现了今年首次人工塑造异重流

黄河水从四个出水口喷涌而出

气势磅礴

生动地呈现了

“黄河之水天上来”的壮丽景观

这也成为调水调沙进入末期的重要标志

何为异重流？

异重流是

指两种密度相差不大

但可以相混的流体

因为密度的差异而发生的相对运动

也称密度流、分层流或潜流

在自然界中常见的异重流现象有

水库的浑水异重流、河口的盐水入侵

以及温差异重流和大气中的冷锋等

水库异重流是

黄河等高含沙河流特有的水流形式

当高含沙水流进入水库

遇到库区清水后

由于密度差而潜入清水下面

形成一股浑水流

当浑水与清水碰头时

会出现上层清水倒流

浑水沿河底向坝前演进的奇特水文现象

黄河调水调沙的关键环节——人工塑造异重流

2004年7月8日14时30分

随着世界水利史上

首次人工塑造异重流成功抵达小浪底坝前

并开始通过二条排沙洞排出坝外

黄河第三次调水调沙试验中

难度最大、科技含量最高的成果

呈现在世人面前

它标志着中国水利科学家

已经掌握水库异重流规律

人工塑造异重流

指的是巧妙利用清浑水分层现象

在底层浑水运动到达大坝处时

打开处于底层的排沙洞闸门

将高含沙浑水水流排出水库的技术手段

人工塑造异重流

作为黄河调水调沙的关键环节

主要能实现三种效果

①减少小浪底水库淤积

②调整库区上段泥沙淤积形态

③排泄泥沙出库

黄河调水调沙还有什么“法宝”？

调水调沙是通过人工手段

改变黄河水沙不平衡关系的有效途径

除了人工塑造异重流

黄河调水调沙还有两大“法宝”

一是人造“洪峰”

利用河道来水和小浪底水库部分蓄水

对黄河干流水库进行联合调度

人工制造出

流量更大、持续时间更长的洪水过程

对下游河道进行全线冲刷

提高下游河道排沙能力

二是水库联合调度

黄河干流水库群联合调度

是实现人造“洪峰”和塑造异重流的基础

更是黄河防汛的重要手段

通过水库的联合调度

对水沙进行有效的控制和调节

适时蓄存或泄放

能有效清理水库淤积

减轻下游河道淤积

甚至实现不淤积或冲刷的效果

作为改善黄河水沙关系协调的

关键措施之一

2023年黄河汛前调水调沙工作

已落下帷幕

也为即将而来的

“七下八上”防汛关键期

奠定了基础

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