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图 １ 美国若干水库下游河道的沿程调整过程

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均流量相差甚远，在 １．９０～６８０ｍ ?ｓ不等，最大值和最小值相差数百倍，同样地，不同河段间趋衡衰
减系数 α ?ｖ取值也差异显著，在 ０．０１２～０．４００不等，最大值与最小值间相差数十倍。可见，河道形态
的沿程调整特性与水沙特性密切相关。

表 ２ 不同研究河段趋衡衰减系数 α ?ｖ率定结果

河段 Ｐａｒｋｅｒ ＦｏｒｔＰｅｃｋ Ｇａｒｒｉｓｏｎ ＦｏｒｔＲａｎｄａｌｌ ＧａｖｉｎｓＰｏｉｎｔ
α ?ｖ ０．０１２ ０．０３３ ０．０４０ ０．０７０ ０．１００
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Ｑ?（ｍ ?ｓ） ３４０ ２８０ ６６０ １．９０ ７４０
河段 Ｍｉｌｂｕｒｎ Ｋａｎｏｐｏｌｉｓ ＦｏｒｔＳｕｐｐｌｙ Ｃａｎｔｏｎ Ｄｅｎｓｉｏｎ
α ?ｖ ０．４００ ０．１８０ ０．２００ ０．０３８ ０．０９０
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Ｑ?（ｍ ?ｓ） ２８０ ６８０ ４．７０ ５．００ ２９．０
上述结果表明，在水库拦沙运用影响下，枢纽下游河道的沿程调整虽遵循统一规律，但在不同研
究河段间，因河道水沙条件及河床物质组成特性的差异，河道形态调整幅度的沿程衰减速率，即趋衡
衰减系数 α ?ｖ取值大相径庭。本文趋衡响应模型中综合衰减系数 α ?ｖ与河道水沙特性、河床物质组成
等相关，利用实测资料加以率定后，才能用来预测受到外界扰动后不同冲积河流特征形态参数变化量
在空间上的分布规律，成为基于 “趋衡响应原理” 的冲积河流特征变量时空调整预测方法。
２．２．２ 模型深化研 究 为进 一步 提高本 文 趋衡响应 模型 的实 用 性，需 运用 水力 学及 河流 动 力学原
理 ［１８ － ２１］ ，在充分分析河道来水来沙条件及河床物质组成特性的基础上，建立初步模型关键参数与河道
水沙要素的关系 ［２２］ ，甚至还应考虑沿程挟沙能力的变化 ［２３］ 。作为初步研究，本文拟选取泥沙起动难
度与水流强度作为反映影响床面泥沙运动状态的两个矛盾方面，对上述模型进行深化研究。
水沙变化等外部扰动下，非平衡态冲积河流的床面泥沙运动状态受两方面影响，其一为水流促使
床面泥沙运动的力，称之为驱动力，主要由水流强度反映；其二为床面泥沙抵抗水流影响的力，称之
为阻尼力，主要由床沙起动难易程度来反映。
通常而言，弗劳德数 Ｆｒ是表征水动力条件的常见参数 ［１８ － ２１］ ，反映了特定断面上惯性作用和重力
作用的对比关系，与水流流态密切相关，其值越大，意味着水流强度越强，对床面泥沙的驱动越强，
床沙被搬运的概率越大，河床愈趋向于冲刷。文献［２４］在研究冲积河流糙率时曾发现，Ｆｒ能够体现
水流的摩阻特性，与糙率 ｎ存在显著的相关关系，两者在数量关系上呈反比，受 １９６１年张瑞瑾选用
Ｆｒ作为描述沙波运动参变量的启发 ［２１］ ，文献［２４］基于由动床模型试验结果按比尺换算成的原型资料，
建立了摩阻厚度 δ 同 Ｆｒ及 Ｄ 的关系，其表达式如下：
 ５０
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