Page 54 - 2025年第56卷第6期

2.3.2 推算河道宽深比 新河相关系式（11）（13）联立求解，得到河道宽深比：
M = P/R = 146Q 0.193 S v 0.309 （15）

式（15）为河道断面宽深比，也是“流量连续原理”的具体表征。由式（15）可知，河道宽深比 M 的
主要影响因素是流量 Q，含沙量体积比 S 对其影响相对较小，所以为稳定主槽，断面参数 M 不能减小；
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当流量不变时，河道输沙能力 S 取决于宽深比 M。宽河的宽深比 M 增大，输沙能力 S 也增大，窄河宽
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深比 M 小，输沙能力也变小。例如 Q = 2400 m /s， 宽河 M = 260 代入式（15）得 S = 0.05；窄河 M =
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220， 代入式（15）得 S = 0.03（见图 3）；若 M = 200 代入式（15），得 S = 0.02。
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图 2 黄河下游 Q-L 关系 图 3 黄河下游 Q-M 关系

河流断面面积包括滩地与主糟，黄河下游滩地总面积 3000 km 以上，约为河道总面积的 70%。其
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中耕地约 2333 km ，住房 1267 km ，是河道的滞洪区，被人为用堤坝与主槽隔开，成为河流生态的屏
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障。当前有观点认为“缩小河宽，提高输沙能力” ［15］ ，也就是断面参数 M 值愈小，主槽愈不稳定，在
工程实践中应谨慎考虑。也有人预测，黄河下游近年的来水来沙将稳定在 210 亿 m 及 3 亿 t 左右 ［16］ 。据
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此提出要束窄河道宽度，开发利用滩地，实施“解放滩区”的计划。显然，缩窄河道宽度仅为了占地
开发等人类需求，既不符合河相关系，也不符合挟沙河流可持续发展的基本要求，尤其是在气候变化
与极端降雨突发的背景下，缩窄自然形成的宽河道是不合理的人类活动，不利于河流的健康发展，更
会形成潜在的危险隐患。

3 基于新河相关系的黄河下游泥沙输移的量化表征

3.1 黄河下游输沙研究现状—以水流挟沙力为例 我国学者在黄河泥沙输沙能力方面作了大量研究，
例如，张瑞谨 ［17］ 整理大量测验资料提出了以下河道输沙力方程：
( ) n
U
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S = k gRω （16）
式中：ω 为混沙颗粒中值粒径的沉速；g 为重力加速度；k、n 为系数及指数。而在应用过程中发现式
（16）并不完全符合实际，特别是含沙量 S > 100 kg/m 后，点据极为分散 ［18］ 。有学者便在式（16）基础上
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进行修正，或改变 k、n 的取值，提出更复杂的经验公式 ［19］ 。
3.2 基于新河相关系的黄河下游泥沙输移量化表征
3.2.1 河道输沙能力 进一步将 Q/M = R U 代入式 （10），整理后得河道输沙能力：
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S v = 0.0177U /R 2/3 （17）
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利 用 沿 程 河 相 关 系 式（12）改 写 ， 也 可 得 河 道 输 沙 能 力 S v = 24.2J 0.91 Q 0.258 。 以 相 同 水 沙 条 件 J =
0.000 177 及 Q = 2400 m /s 代入上式得 S = 0.069。而且，基于黄河下游实测资料 ［5，18-20］ 及水槽试验数据
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验证表明 （见图 4），沿程河相关系式（12）及式（17）也可用来计算多沙河流的输沙能力。
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