以上阐述的长江中下游不同河型的河道平面变形规律，是在宏观的河道形态下平面变形的特性。这种宏观河型是在流域来水来沙条件和河道边界条件下对于长河段所表现出的共性。如上荆江为弯曲型、下荆江为蜿蜒型、城陵矶至江阴为分汊型。而宜枝段则主要受边界条件的约束，呈顺直微弯或弯曲型。然而，在同一河型的长河段内，又可划分为许多单元河段；这些单元河段因为边界条件的差异，河道形成的历史过程和人类活动影响的不同，又会形成不同的平面形态。各种河型所有单元河段的平面形态会有千差万别，但属于同一河型的不同单元河段之间将更加有序地表现其平面形态和平面变形的特点。在判别一条河流或一长河段的河型特征时，既要从宏观上看其外形，更要看其具体的单元河段的平面形态，而后者往往更能反映水流泥沙运动和河床演变的实质。例如，长江中下游干流城陵矶以下的簰洲湾河段，在历史演变特定环境中形成了一个蜿蜒回曲段。其从外形看似乎是蜿蜒型河段，河长达50km，狭颈处仅4km，曲折率为12左右。但剖析其河床地貌形态后，可将其划分为三个宽窄相间的单元，上游两个单元分别是土地洲汊道和团洲汊道，下游一个是具有边滩，有时表现为心滩的单元（图3-10）。所以，考虑河相关系中的平面形态应更多的从单元河段去研究。

图3-10　洲湾河段平面形态

如何划分单元河段呢？本书作者认为，对单一河道应以表达水流弯曲过渡之间的部分，或两过渡段中间断面之间的部分作为一个河段单元；对分汊河道而言，应以进、出口节点段中间断面之间的各支汊部分作为一个汊道河段单元（图3-11）。

图3-11　河道平面形态因素示意图

（a）单一河段；（b）分汊河段

目前，长江中下游河道各单元河段的平面形态都是在河道发展的过程中长期演化形成的。其中，既有在来水来沙条件与河道边界条件的相互作用下，河道通过不断地冲淤变化和河床调整形成具体形态的自然因素，又有人类在防灾兴利中通过历年不断护岸并加固形成相对稳定形态的人为因素。在这两种因素的作用下，各单元河段均具有一定具体的某种几何关系的平面形态。尽管不同河型中的各单元河段所处的地质地貌边界条件和水流泥沙条件都有很大差别，但各单元河段中表达的几何尺度关系在不同河型之间也必然具有一定的规律性。为了分析研究其平面形态的几何关系，我们对单元河段的几何要素作了如下的定义（图3-11）：

1）单元河段进、出口的起点、终点a、b。对于单元河段，进、出口段均较稳定。对单一河段来说，其变化主要在弯段，而进、出口段平面变化较小，近似共轭点的作用；对分汊河段而言，进、出口为节点，较为稳定。a、b 在平面上分别为进、出口段中间断面的中点。

2）单元河段弦长L 和河长S 。a 与b 之间的直线长度为单元河段之弦长L ，a 与b 之间沿河轴线的曲线长度为单元河段的河长S 。

3）单元河段最大河宽B。单元河段中部在平滩水位下河道的最大宽度B，表示单元河段平面上可能达到的展宽幅度。

4）进、出口段河道转折角α。取进、出口断面法线方向变化的角度即其夹角，表达了水流在单元河段内转折的角度。

有了L、S、B 和α 等4个几何要素，虽然a、b 处的河宽没有具体定义，基本上仍可以确定单元河段的近似平面形态。其中，比值B/L 表示一个单元河段的宽长比；α 更为形象地表示了单元河段沿程曲率变化的转折，当α 很小，表示单元河段很顺直；α值居中时，表达了微弯和弯曲度适中；α值很大时，表明曲率沿程逐步增大，弯道向下游蠕动或汊道形态趋向鹅头形状。

为了研究不同河型中不同单元河段平面形态的规律，根据长江中下游干支流河道地形图进行统计，得到以下平面形态的要素之间的关系［52］。

（1）弦长L 与河宽B 的关系。

河宽是表达河床演变特征最活跃的因素，也是河道平面形态中的重要尺度；而弦长表达了水流通过一个弯道或汊道单元的直线长度，即表达了平面形态一度的特征。实际上，弦长L 与河宽B 之间的关系就是一个单元河段的长度和宽度的对比关系。因此，L 和B 是确定单元河段基本形状的两个平面形态要素。据统计，在长江中下游干支流冲积平原河道中，单一河段的L 与B 的关系为

显然，在单一河段中，由于边界条件十分复杂，无论哪种河型，L 与B 的倍数都有可能在较大范围内变化。其中，在蜿蜒型河道中，处于演变过程中的河宽较大，如下荆江按熊家洲、观音洲等5个河弯来统计，弦长是河宽的1 ～4倍；而处于稳定状态的河宽较小，如汉江下游，弦长为河宽的2～11倍。对于分汊河段L 与B 的关系为(www.daowen.com)

需要指出，在长江中下游，将节点之间河道横向摆动比喻为弦的振动似不恰当。恰恰相反，有不少顺直型分汊河段，往往是较长的L 与较小的B值相联系，更有较多的鹅头型分汊河段是较短的L 与较大的B值相联系［53］。实际上式（3-2）表明，分汊河道节点间距L 与河宽B 之间的关系主要取决于河型的不同，取决于河段弯曲或转折的程度。

（2）河长S 与河宽B 的关系。

据统计，在单一河段中S 与B 的关系为

在分汊河段中S 与B 的关系为

将式（3-3）与式（3-4）相比，可知单一河段从顺直型至弯曲型至蜿蜒型，S 与B 的倍数逐渐增加；而由顺直分汊型至弯曲分汊型至鹅头分汊型，S 与B 的倍数逐渐减小，即单一河道和分汊河道的平面形态遵循不同的变化规律。从单一河道来看，河宽B 随着河道弯曲程度增加，边滩相对发育的程度也增加，这就使得平滩河宽减小，特别是较为稳定的蜿蜒型河道，凸岸发育更为充分，河宽更小，从而使得S 与B 之间的倍数随着河道曲率的增加而增大；在分汊河道中，由于不同分汊河型形成的河宽，随着曲率和河长的增加而增大，从而使S 与B 之间的倍数减小。还需指出的是，在分汊河道中，代表汊道段节点的间距L，实际上是由分汊河段进出口节点位置所决定，而冲积平原河流大多数节点是分汊河道历史演变过程中通过江心洲并洲并岸而形成（需要说明的是，此处节点的含义实际上是指分汊河段进出口的束窄段，与地貌学中天然的固定节点有所区别）。节点的形成在不同的河段具有一定的特殊性，但一经形成，其位置具有较强的稳定性。经统计，中下游各汊道L 的均值M 为15.88km，均方差σ 为6.60km，变差系数Cv为0.42；然而代表河段弯曲长度的S 则是经过水流与河床较长时期相互作用而调整的数值，其M、σ 和Cv分别为17.98km、6.04km和0.34，可见S 的有序性比L 有所增强。若考虑到顺直分汊河段一般受边界约束较强而不予计算外，只计算弯曲分汊型和鹅头分汊型的L 和S 上述3 个统计值，则其分别为13.93km、5.55km、0.40 和17.04km、4.56km、0.27，在此可明显看出S 的有序性比L 更强，反映了汊道平面形态长期调整的结果。

（3）弯曲半径R 的表达式。

河道弯曲半径R 在单一河段中表示不同尺度水流的惯性，理论研究与实际资料均表明，它在一个弯道中是一个沿程渐变的量（本文取其平均值）；在分汊河段中，R 则是与弯曲长度S 和转折角相联系的综合性平面尺度（也取其平均值）。统计表明，在单一河道中，R 与S 的关系为

在分汊河道的R 与S 关系中还包含了汊道的宽长比B/L，即

在关系式（3-6）中，基本上将不同类型分汊河段的平面形态因素概括成一组综合表达式，这对分汊河道平面形态相互转化具有重要意义。

（4）转折角α 与平面形态的关系。

无论单一河段或分汊河段，转折角α 对于河道平面形态的影响具有非常重要的作用。经统计，对于单一河段α 的区间为

对于分汊河段，α 的区间为

可见分汊河道三类河型的α值与其相对应的单一河道三类河型的α值要小，这就使得分汊河道在各单元河段之间呈宽窄相间藕节状，而总体外形又显得比较顺直。分汊河道中的α值之所以比单一河道中α值小，是因为河道分汊后，支汊的平面尺度均随流量减小而变小，支汊水流交汇时的相互顶托，抑制了原单汊水流固有流路的发展；另外，交汇水流掺混产生局部冲刷坑，使汊道段出口节点形成窄深断面形态，这种节点形态由于滩槽高差大，不仅有利于自身稳定，而且对于其上游汊流的变化具有某种调整作用，从而滞阻了上游主流线的惯性影响［54］。正因为这种调整水流方向的作用从而使分汊河道三类河型的α值比相应的单一河段三类河型α值要小。