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具有滞洪和沉沙效应，Q-Q 关系在漫滩流量级以上发生向下的偏折。此外，由于沿程支流水沙分汇等
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干扰 ［10］ ，也会使 Q-Q 的幂律关系发生明显调整。事实上，已有不少研究指出沙质河流的 Q-Q 关系具
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有多种形式，若直接采用单一幂函数，可能会在造床流量计算等方面带来不可忽视的误差 ［11］ 。
对于非平衡沙质河流，实测含沙量 S 与水流挟沙力偏离较大，但基于平衡态所建立的幂律关系仍
常被用以衡量河道输沙能力。如吴保生等 ［12］ 认为河床演变分析中常用的来沙系数 S/Q 代表了实际含沙
量与不冲不淤临界含沙量的比值，Xia 等 ［13］ 用水流冲刷强度 Q /S 来衡量坝下河段流量过程的冲刷能力。
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可以看出，这些指标都假定了河道输沙能力与流量之间呈单一幂函数且 m 值近似为 2。它们在河段冲
淤态势判别和冲淤总量估算等宏观研究中能取得较好效果，但在 m 为变值的情况下，尚难以准确反映
年内不同时期来沙量与输沙能力的偏离程度。
针对三峡建库前准平衡状态下的长江中游河段，殷鸿福等 ［14］ 研究指出水流漫滩前后河道输沙状态
差异甚大，主槽虽可维持多年冲淤平衡，但河漫滩却具有累积淤积的趋势。近期孙昭华等 ［15］ 进一步分
析指出，在长江中游通江湖泊和河漫滩综合影响下，Q-Q 关系在漫滩流量级以上会出现明显的向下转
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折，Q 增大的同时 Q 增幅甚小。对于三峡建库后的坝下河道冲刷和沿程泥沙恢复，目前研究也已形成
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了一些基本共识：一是荆江沙质河段内的悬移质泥沙主体已由冲泻质变为 0.125 mm 以上的床沙质，泥
沙的沿程补给量与流量级呈正相关 ［15-18］ ；二是冲刷集中在枯水河槽，平滩以上河槽冲刷较少 ［3-5］ 。由此
可见，虽然三峡建库前后长江中游的泥沙来源发生较大变化，但河道输沙特征或冲淤特征在平滩前后
都存在一定差异，然而对于它们的相互关系以及更深层的河流动力学机制，目前还缺乏系统分析。
本文选择紧邻三峡水库下游的荆江沙质河段为对象，收集三峡建库前后水文、泥沙和河道地形资
料并开展以下研究：（1）建立研究河段内 Q-Q 关系并比较平滩前后以及三峡建库前后的变化特征；
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（2）从水流输沙动力角度揭示 Q-Q 关系的形成和变化机理；（3）分析 Q-Q 关系变化对于河道冲淤发展
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趋势的影响。

2 研究区域与数据资料

荆江河段上起枝城，下至城陵矶，以藕池口为界分为上、下荆江，长度分别为 172、175 km。其
中，上荆江为微弯分汊河型，放宽处有江心洲滩分布，下荆江为弯曲河型，两侧有边滩和河漫滩发育
（图 1）。荆江沙质河段位于沙市以下，长约 240 km，其中沙市-新厂约 64 km，新厂-城陵矶约 176 km。
荆江沿线主要水文（位）站点有枝城、沙市、新厂、监利、城陵矶等（图 1），本文分别选取沙市与
监利作为上、下荆江沙质河段代表水文站，以新厂为界划分上、下荆江。研究中所收集资料包括：沙
市、监利两站日均流量、悬移质输沙率、水位数据，新厂、城陵矶两站水位数据，河段内部分年份悬
移质泥沙和床沙级配，以及长程固定断面地形资料。数据资料的具体情况如表 1，它们均来源于长江
水利委员会水文局，以 2003 年为界划分为 1992—2002 年与 2003—2020 年两个时期，分别代表三峡水
库建库前后。河道地形分别以 2002 年与 2017 年汛后地形作为建库前后代表，固定断面共有 109 个，断
面平均间隔约 2.2 km。

图 1 研究河段概况

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