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2.5 本章小结
1)针对河床由非平衡状态向平衡状态调整的过程描述,基于河流自动调整原理和河床演变的滞后响应特性,根据河床在受到外部扰动后的调整速率与河床当前状态和平衡状态之间的差值成正比的基本规律,首先建立了以变率方程表示的河床演变滞后响应基本模型。进而通过对基本模型的时间积分和递推延伸,建立了适用于不同条件的计算模式,包括通用积分模式、单步解析模式和多步递推模式,可以用来定量描述河床演变的特征变量随时间的变化过程,能够用于模拟长时间尺度的河流非平衡态调整过程。
2)建立的滞后响应模型将平衡状态看作一个随河流系统控制条件变化而变化的动态变量,有别于将平衡看作是长时间尺度河流均衡状态的观点。模型通过递推延展定量描述了前期水沙过程对当前河床的累积影响,揭示了河床滞后响应(前期影响)的物理本质,阐明了滞后响应与累积影响的区别与联系。应用此模型,能够模拟河流动态调整的方向、速率和程度,能够描述前期水沙过程的时空影响范围,避免了采用滑动平均、加权平均或几何平均来反映前期影响的经验性和任意性,对分析冲积河流河床演变的滞后响应现象和累积作用具有重要的理论意义。
3)在滞后响应模型中,河流非平衡态特征变量每一时段的调整,均是以变量相应的平衡状态为目标,体现了河流的非平衡态河床向平衡状态发展的基本原则;此外,河流非平衡态特征变量每一时段的调整变化,均具有指数衰减的形式,反映了非平衡态河床调整的具体模式。因此,冲积河流河床演变的滞后响应模型可以看作是河流自动调整原理的一种数学描述方式,丰富和发展了河床演变学的理论和方法。