河槽在經歷一段時間的塑造後，便能取得一定的斷面和坡降，使上游來水和來沙都能暢通地輸往下游，此時水流具有最好的流速場形式，泥沙處於輸沙平衡狀態，河槽的外形也與當時的水流、泥沙最相適應，這就是處於平衡狀態的河流。這種河流的河槽形態要素(河寬、水深及比降)與水流(流量、流速)、泥沙(含沙量、粒徑)因素之間常常存在某種函式關係，通常稱之為河相關係。
基本介紹
- 中文名：河相關係
- 外文名：river morphological relation
定義,分類,早期的河相關係,近代的河相關係,
定義
表達水力幾何形態的有關因素(水深、河寬、比降等)和表達來水來沙條件(如流量、含沙量、粒徑等)及河床地質條件(在沖積平原河流中其本身的部分甚至整體往往又是來水來沙條件的函式)的特徵物理量之間，常存在某種函式關係，這種函式關係稱為河相關係或均衡關係。
必須指出，由於河床形態常處在發展變化的過程中，所謂均衡形態並不意味著一成不變，而只是就空間和時間的平均情況而言。某一個特定河段完全偏離或在特定時間內暫時偏離這種均衡形態是可能甚至必然出現的。產生這種現象是因為，來水來沙條件是因時而異的，就河床地質條件而言，是一種有代表性的形態，當條件發生變化時，這種代表形態雖然也會跟著變化。但它是可逆的。而且由於河床形態的變化一般滯後於水沙條件的變化，因而其變化的強度和幅度一般是不大的。
分類
存在兩種河相關係，一種是相應於某一特徵流量，如前述造床流量的河相關係。利用這樣的河相關係，對於某一斷面，只能確定惟一的河寬、水深及比降。這樣的河相關係，適用於一個河段的不同斷面，同一河流的不同河段，甚至不同河流。它只涉及斷面的巨觀形態，而不涉及其細節，稱為沿程河相關係。另一種是同一斷面相應於不同流量的河相關係，它能確定斷面形態隨流量變化的細節，一般稱之為斷面河相關係。通常所說的河相關係，常指沿程河相關係，在用沿程河相關係確定斷面的總體輪廓之後，再用斷面河相關係確定其變化細節。
既然河相關係所描述的是與來水來沙條件及河床地質條件相適應的均衡形態，它就應該是沖積河流水力計算和河道整治的依據。正因為如此，河相關係是河床演變研究的重要課題之一，研究解決這一問題具有重大的理論和實際意義。
早期的河相關係
1.建立經驗關係式
早期的河相關係基本上是經驗性的。具體做法是，選取比較穩定或沖淤幅度不大、年內輸沙接近平衡的可以自由發展的人工渠道和天然河道進行觀測，在形態因素與水力泥沙因素之間建立經驗關係，有甘迺迪公式、拉塞公式。
2.統計分析成果
在開展上述工作同時，還出現了一些關於天然河流形態因素相互關係的統計分析結果，有格魯什科夫公式、阿爾圖寧公式。
近代的河相關係
近代河相關係所追求的目標是，儘可能將各種形態關係排列在一起；使之系統化，並力圖用一定的理論體系加以概括。沿著這一方向所做的努力，大體上可分為兩種不同的途徑：量綱分析法、聯解公式法。
