DOI：10.14042/j.cnki.32.1309.2024.03.014

摘要：尾閭河道是河流與海洋交互的關鍵地帶，對其形態(tài)演變研究具有生態(tài)環(huán)境意義。采用物理試驗方法對常見的喇叭狀和蜿蜒狀（河口左偏與右偏）尾閭河道演變過程進行模擬，研究不同水沙條件下河道演變規(guī)律，并以河相系數(shù)和相對粗糙度為基準對不同河型穩(wěn)定性進行評估。試驗發(fā)現(xiàn)：河道平面形態(tài)會經(jīng)歷一個“穩(wěn)定—微變—強變”階段;河床平均高程和比降隨時間的增加而增大，模型河道上游和河口段變化最大，中游段變化最小;加沙時上游河岸侵蝕、河床淤積，加沙停止后下游與河口段河岸侵蝕大于河床侵蝕，河口分汊、擺動。平面形態(tài)不穩(wěn)定區(qū)域：蜿蜒狀為下游段，最大與最小河相系數(shù)相差6.51倍以上;喇叭狀為河口段，最大與最小河相系數(shù)相差3.32倍以上。斷面形態(tài)不穩(wěn)定區(qū)域：左偏蜿蜒狀為下游段，最大與最小相對粗糙度相差3倍以上;右偏蜿蜒狀為上游段，最大與最小相對粗糙度相差2.03倍以上;喇叭狀為下游段，最大與最小相對粗糙度相差4.09倍以上。

關鍵詞：河流形態(tài);水沙變化;河相關系;物理試驗;尾閭河道-河口

中圖分類號：TV147

文獻標志碼：A

文章編號：1001-6791（2024）03-0508-13

收稿日期：2023-09-07;網(wǎng)絡出版日期：2023-12-19

網(wǎng)絡出版地址：https：∥link.cnki.net/urlid/32.1309.P.20231218.1512.002

基金項目：國家重點研發(fā)計劃資助項目（2023YFC3208601）

作者簡介：白玉川（1967—），男，山西神池人，教授，博士，主要從事河流及泥沙研究。E-mail：ychbai@tju.edu.cn

通信作者：宋曉龍，E-mail：xlsong@tju.edu.cn

尾閭河道被稱為河口或河口段，是河流水沙入海的最后通道。其受徑流水沙、海洋動力以及人類活動等多重影響，是河流與受水體相互作用的區(qū)域，對自然和社會發(fā)展起著重要作用［1-2］。河口生態(tài)種類豐富并且物種密度較高，是農(nóng)業(yè)、漁業(yè)和港口航運的重要地區(qū)［3-4］。同時，河口也是地球上最具活力和最復雜的環(huán)境之一，其形態(tài)演化對沿海城市的陸地儲量和近海陸架的穩(wěn)定性起著關鍵作用［5-6］。

河流形態(tài)演變研究方法主要包括資料分析、理論計算、數(shù)值模擬和物理模擬。如Biedenharn等［7］通過分析密西西比河在1943—1992年期間6個主要河段和13個支流的坡降和河流功率資料，對其下游形態(tài)演變做出預測;Finnegan等［8］使用實驗室水槽試驗研究了基巖河道的坡度、寬度、粗糙度、沖積層覆蓋度和切口率在最初光滑通道的瞬態(tài)切口過程中的相互作用及共同演變機理;Battisacco等［9］在實驗室試驗中首次測試了6種不同的幾何結構和3種泥沙補充的淹沒條件，分析了河道幾何構造對河床形態(tài)演化的影響;Nagel等［10］對遙感技術在河流演變過程中應用的相關成果進行分析，說明了蜿蜒河流演變和遷移的過程及相關影響因素。

河口作為河流一部分，其形態(tài)演變受到潮汐、波浪和河流過程影響［11］，由于各影響因素的影響大小不同，河口形態(tài)具有多樣性。河口形態(tài)的變化不但表現(xiàn)在空間上多樣性，也表現(xiàn)在時間上多變性，如黃河尾閭河道在時間尺度上的頻繁擺動、出汊和改道［12］。河口形態(tài)的演變分析方法與河流演變方法一致并得到了豐富的研究成果。如Luan等［13］考慮了河流流量和泥沙流量的變化以及多種泥沙分數(shù)的變化，基于Delft3D模型對長江口在10 a時間尺度上的形態(tài)演化進行了模擬;Fortunato等［14］考慮了河口形態(tài)動力學的季節(jié)性行為，基于2DH模型對塔霍河口形態(tài)進行模擬，發(fā)現(xiàn)夏季和冬季引起河口變化的因素是不同的;Choi等［15］基于衛(wèi)星圖像和野外觀測對錫當河河口演變的調(diào)控機制進行了描述和解釋，揭示了潮汐-洪水對錫當河演變的影響規(guī)律;羅優(yōu)等［16］開展水槽試驗研究了河口三角洲形成機理及演變過程，試驗過程控制上游水沙條件并保持下游水位不變。通過這些方法，河口形態(tài)影響因素、河口形態(tài)與地貌關系及轉變過程、波浪對河口形態(tài)影響及機理、潮汐對河口形態(tài)的影響規(guī)律等［17-21］研究取得了豐富的成果，這些成果多集中于水沙和海洋動力條件對河口形態(tài)演變的影響。但是，河口形態(tài)在空間上與時間上表現(xiàn)出了明顯差異，對于來水來沙條件下不同河口演變特征和規(guī)律研究較少。

試驗模擬是一種比較成熟的研究方法，被廣泛應用于河流演變過程模擬、河口三角洲發(fā)育研究及河口形態(tài)變化分析等［22-27］。本文將通過物理試驗方法對不同形態(tài)尾閭河道演變過程進行模擬，闡明在不同水沙條件下不同河型的平面與斷面形態(tài)演變規(guī)律，并對河流不同河段的平面和斷面穩(wěn)定性進行分析，說明不同河型不同河段的穩(wěn)定性情況。

1" 試驗裝置及內(nèi)容

根據(jù)相關研究［28］和Google Earth衛(wèi)星圖像資料，本文將河口形態(tài)分為喇叭狀、蜿蜒狀和多汊河口，并將蜿蜒狀河流河口朝向分為左朝向蜿蜒河流和右朝向蜿蜒河流。由于試驗裝置的限制，本文只模擬徑流影響較強的弱潮河口，試驗海洋邊界為固定水位［16］。

1.1" 試驗裝置

模型試驗在天津大學河流動力學實驗室小流域循環(huán)水槽內(nèi)完成。水槽長度為3.6 m，寬度為1.7 m，高度為0.2 m。試驗區(qū)域由河道、河口和淺水區(qū)組成。淺水用以模擬湖泊/海洋條件對河流與河口演變造成的影響，試驗布置如圖1所示。試驗流量通過流量控制器調(diào)節(jié)，含沙量通過加沙器控制。含沙量控制原理為：加沙器出沙口通過螺紋連接瓶蓋，瓶蓋上有大小不一鉆孔，以控制出沙量;加沙器底部有振動器，通過振蕩保證沙子均勻連續(xù)輸出。水槽上方為圖像采集系統(tǒng)，采集河道地形和流場。

注：a為水泵，水泵從沉沙池抽水至供水箱;b為供水箱，供水箱通過進水管將水輸送到進水前池;c為進水管，進水管中間連接有流量控制器q;d為進水前池;e為整流板，用于穩(wěn)定來水;f為加沙器;g為漏斗形出沙口;h為0.5 m長的固定河道;i為擋板，防止河道演變對入口的形態(tài)造成影響;j為河道;k為河岸;l為出口;m為沉沙池;n為淺水區(qū)域;o1和o2為攝像頭;p為振動器。試驗將出口到入口的方向設為Y，Y的垂直方向為X，O為Y方向和X方向的原點。Y方向劃分為36個單位，每個單位為10 cm;X方向劃分為17個單位，每個單位為10 cm。Y1到Y16為淺水區(qū)域，Y16到Y19為河口區(qū)域，Y19到Y31為試驗河道區(qū)域，Y31到Y36為固定河道區(qū)域。

1.2" 試驗方案

本文對左朝向蜿蜒河流、右朝向蜿蜒河流和喇叭狀河流進行試驗模擬，根據(jù)3種河流平面形態(tài)特征，建立S型、反S型和喇叭型河流3種河流試驗模型。S型模型對應的河流形態(tài)為左朝向蜿蜒河流，反S型模型對應的河流形態(tài)為右朝向蜿蜒河流。試驗采用不均勻天然砂，其中值粒徑（d50）為0.35 mm，體積質(zhì)量為2 650 kg/m3，粒徑級配如圖2所示。本研究所用加沙來自于試驗所用天然砂，加沙為粒徑小于0.2 mm的天然砂。

為減小滲流作用對試驗的影響，通過預實驗確定試驗用砂含水率為18.11%，試驗設定的河流形態(tài)及其幾何尺寸如圖3所示。

根據(jù)河型情況，試驗設置3個工況。所有工況的初始河道平均深度為3.5 cm，其他參數(shù)見表1所示（B為初始河道平均寬度，Q為來水量，Qs為加沙量，T為來水來沙時間）。

試驗因素為來水量、來沙量、河道形態(tài)和試驗時間。河道為矩形斷面，河床鋪設沙子厚度為7.5 cm，淺水區(qū)域鋪設沙子厚度為1.0 cm。河口區(qū)域坡比為1∶4，長度為30 cm。

2" 河道與河口演變規(guī)律

為了便于后文分析，將河道進行劃分。其中，工況1和工況2分為入口段、上游段、第一個彎道段、中游段、第二個彎道段、下游段、河口段和淺水區(qū);工況3分為入口段、上游段、中游段、下游段、河口段和淺水區(qū)，不同工況的分段情況如圖4所示。試驗河口河道末端部分為順直河型，試驗所述河口非地理學概念。

2.1" 平面演變規(guī)律

河道的平面演化表現(xiàn)為河流平面形態(tài)、河口泥沙淤積形態(tài)和河流水流流向的變化，試驗將通過床面高程測量和示蹤粒子觀測的手段來獲取不同條件下河床高程數(shù)據(jù)和水流流向，以分析河流平面形態(tài)和流路的演變規(guī)律。

根據(jù)試驗過程中河流平面形態(tài)和流路變化情況，河流演變過程可以分為3個階段：第1個階段為河道平面形態(tài)穩(wěn)定階段，該階段河道的平面形態(tài)不變或變化不大;第2個階段為河道平面形態(tài)微變階段，該階段河道平面形態(tài)整體不變，只有在入口與河口處發(fā)生較小變化;第3個階段為河道平面形態(tài)強變階段，該階段河道平面形態(tài)由于河床的劇烈演變而發(fā)生較大變化。

（1） 河道平面形態(tài)穩(wěn)定階段。試驗初期，河流演變受河道平面形態(tài)限制，水沙條件對河道的影響較小，河道水流方向接近河口方向。該階段，下游發(fā)生溯源侵蝕，被侵蝕泥沙在河口形成淤積體，淤積體的發(fā)育方向與河道坡降方向接近（圖5（a））。此時，侵蝕在下游發(fā)生且未對河岸造成影響，上游河道由于加沙而發(fā)生淤積，淤積厚度未超過河道深度，河流平面形態(tài)無明顯變化（圖5（b））。

（2） 河道平面形態(tài)微變階段。隨著時間的增加，河床和河岸的侵蝕范圍進一步擴大，河道平面形態(tài)整體變化較小，而河口與上游處變化明顯。工況1河口發(fā)生拓寬且寬度較大，工況2上游發(fā)生拓寬且寬度較大。從方向上看，工況1河道的河口向左拓寬，工況2河道的河口向右拓寬。另外，通過對比圖6（a）和6（b）可以發(fā)現(xiàn)，河道拓寬方向與第2個彎道方向一致。與工況1與工況2類似，喇叭型河道由于河床變化在河口處形成了一個彎曲段，從圖6（c）可以看出，河口水流方向與該彎曲段方向一致，河道平面形態(tài)整體不變。

（3） 河道平面形態(tài)強變階段。在水沙作用綜合影響下，上游河床在水流方向右側抬高明顯，斷面由U字型變?yōu)閂字型，截面面積變?。▓D7（a）），流速變大，加劇了河道侵蝕［17］。通過斷面形態(tài)變化可以發(fā)現(xiàn)，上游河段以河岸侵蝕為主，中游河段以河床侵蝕為主，下游與河口段河岸和河床侵蝕均有發(fā)生，且河岸侵蝕更為強烈（圖7（b）、圖7（c））。從平面上看，河道上游和河口段發(fā)生拓寬，中游段變化較小，下游段和河口段變化較大。河口泥沙淤積和溯源侵蝕導致河床高程變化，改變河流流路，河口發(fā)生分汊或擺動（圖7（d））。下游段水流流向向右偏轉，不同工況對應的河道其下游與河口段均發(fā)生右擴（圖7（e））。

圖7（a）中，Y30、Y20和Y17分別為選取的河道上游段、下游段和河口段位置;圖7（d）中C1為河口最早淤積體，C2為較早淤積體，C3為最新淤積體。

可見，在加沙情況下河道上游段以河岸侵蝕和河床淤積為主，河道寬度不斷增加；中游段的河道平面形態(tài)基本不變；下游與河口段，河岸與河床侵蝕均有發(fā)生且河岸侵蝕更為劇烈，下游段和河口段的平面形態(tài)變化明顯。加沙停止后，當來水量較小時河道整體變化不大，在淤積和侵蝕的作用下河口出現(xiàn)分汊和擺動現(xiàn)象；當來水量較大時河道中游段以下流路向右偏轉，越靠近河口位置越偏轉越劇烈。

2.2" 河流斷面演變規(guī)律

本文通過對河床平均高程、兩岸高程和斷面高程在不同時間段的變化情況進行分析，揭示不同水沙條件下河床演變規(guī)律。不同工況的河床平均高程如圖8所示。

可以看出，隨著時間的變化不同工況的河床高程發(fā)生明顯變化，河床整體呈淤積狀態(tài)，河床高程增加，相鄰時間段之間的高差在由入口到河口段方向呈現(xiàn)一種“大—小—大—小”的規(guī)律，入口與上游段最為明顯。不同工況的高程變化存在一定差異，工況1與其他工況相比河床高程在單位時間內(nèi)的增長最大;工況2在試驗30 min后，河床變化趨于穩(wěn)定，在整個試驗時間段內(nèi)河床高程變化不大;工況3與工況2類似，河床高程在整個試驗時間段內(nèi)變化不大。通過河口淤積高程變化可以發(fā)現(xiàn)，在相同時間段內(nèi)所有工況的河口淤積長度差別不大，工況3的淤積長度最大，工況2的淤積長度最小。

在試驗中發(fā)現(xiàn)左右兩岸河床高程的變化規(guī)律明顯不同，因而對兩岸河床高程變化進行分析是必要的，有利于進一步對河流斷面演變規(guī)律進行分析，河流左右兩岸高程變化情況如圖9所示。

由圖9可以看出，不同工況的左右兩岸河床高程變化波幅有較大區(qū)別，工況1的右岸變化波幅大于左岸，變化多集中于右岸中游;工況2的右岸變化幅度大于左岸，變化多集中于右岸下游和河口段;工況3左右兩岸高程變化波幅最小，變化多集中于兩岸下游與河口段。通過河床高程變化情況可以發(fā)現(xiàn)，工況1和工況2的2個彎道段的河床高程變化劇烈，工況3的Y28（右岸）和Y25（左岸）處的河床變化劇烈。彎道段和工況3的Y28和Y25正好對應河段的上游和中游。因而，為了全面分析河流斷面演變規(guī)律，必須對彎道段、工況3的Y28和Y25及河口段（Y17）的斷面高程變化進行分析，以說明河流斷面演變規(guī)律。斷面高程情況如圖10所示。

從圖10可以看出，上游段河床高程變化與加沙關系密切，加沙量越大或加沙時間越長則河床高程越大;加沙量變小或無加沙時，上游以沖刷為主，河床高程減小。從斷面高程變化可以發(fā)現(xiàn)河道不同部位其形態(tài)變化存在差異，上游段由于加沙發(fā)生拓寬;中游段由于沖刷作用拓寬，河道斷面形態(tài)隨著時間變化逐漸由V型轉為W型;河口段以淤積為主隨著時間變化逐漸發(fā)育為沖擊三角洲的一部分，其寬度隨時間增加而右擴，并伴隨輕微左擴。水流方向，工況1兩岸邊界以右擴為主并伴隨較小的左擴;工況2以左擴為主;工況3兩岸邊界以右擴為主并伴隨較小的左擴。

綜上所述，河床平均高程和比降隨著時間的增加而增大。不同工況的左右兩岸河床高程變化存在差異，工況1的沿岸高程變化集中于右岸中游段;工況2的沿岸高程變化集中于右岸下游與河口段;工況3的沿岸高程變化集中于上游與河口段。從河段寬度變化方向上看，工況1以右擴為主;工況2以左擴為主，但是其河口處以右擴為主;工況3上游向兩側拓寬，且右擴寬度大于左擴寬度;河口高程斷面形態(tài)演變趨勢為“V型—W型—Λ型”，河口段隨著泥沙淤積不斷增加而逐漸成為河口三角洲的一部分。

3" 河流演變過程的穩(wěn)定性分析

3.1" 河流平面演變穩(wěn)定性分析

河相關系是河床幾何形態(tài)與水流泥沙間的關系，是指沖積河流通過自動調(diào)整作用而處于一種平衡狀態(tài)時斷面形態(tài)與流域因素之間的定量關系［29］，被用于表征水沙特性、河流的性質(zhì)和類型以及河床和河流的演變規(guī)律［30-31］，相關研究表明河相關系越大河流平面形態(tài)越穩(wěn)定［32］。因而，基于河相關系對不同工況的河流平面形態(tài)的穩(wěn)定性進行分析具有可行性。河相關系采用阿爾圖寧整理中亞西亞河流所得公式［28］，如式（1）所示：

ξ=BjH（1）

式中：ξ為河相相關數(shù);B、H分別為平灘流量所對應的平均河寬和水深;j為0.5～1.0之間的指數(shù)，本文取1.0。不同工況的各個河段河相關系如圖11所示。

從圖11可以看出，隨著時間的增加，ξ值在不斷增大。所有工況的河口段ξ值增加幅度最大，單位時間內(nèi)工況1變化最大，工況2和工況3差別不大;中游段ξ值增加幅度最小，單位時間內(nèi)不同工況差別不大;上游段ξ值增加，工況1的上游ξ值在單位時間內(nèi)的變化最大，工況3次之，工況2最小。當試驗時間t≤90 min時河道整體ξ值都比較小，河道比較穩(wěn)定;當試驗時間90 minlt;t≤180 min時，河道各段ξ值迅速增大尤其是下游及河口位置，說明來水量增大會影響河流穩(wěn)定性。工況3的ξ隨著時間的增加變化比較明顯，整個河道的ξ在試驗結束后發(fā)生巨大變化。工況1和工況2的最大與最小ξ相差超過6.51倍，工況3的最大與最小ξ相差超過3.32倍。

對比工況1、工況2和工況3的ξ值可以發(fā)現(xiàn)，在相同的來水來沙條件及試驗時間內(nèi)工況1要比工況2和工況3的河道更加穩(wěn)定，但是其在河口處穩(wěn)定性較差，容易發(fā)生擺動（圖7（e））；工況2的上游段容易發(fā)生形態(tài)變化，改變水流流路，如圖8（c）所示；工況3整個河道隨著來水來沙條件的變化其ξ值變化較大，整體形態(tài)發(fā)生變化（圖6（c）和圖7（e））。

3.2" 河流斷面演變穩(wěn)定性分析

本文中河流斷面穩(wěn)定性分析是指對不同斷面的河床穩(wěn)定性情況進行計算評價。河床的沙波形態(tài)演變會經(jīng)歷靜平整階段、沙紋階段、沙壟階段、過渡階段、動平整階段、沙浪階段、碎浪階段和急灘與深潭階段［33］，河床的沙波處于的階段越靠后河床運動越激烈，河床的穩(wěn)定性越差。相關研究指出［34］河流的相對粗糙度（R/d50，R為水力半徑）越大河床運動越激烈則河床穩(wěn)定性就越差。不同工況R如圖12所示，由于河道泥沙粒徑無法在試驗過程中進行采集，因而本節(jié)只對試驗結束后各工況的河床穩(wěn)定性進行分析。

根據(jù)圖12可以看出，工況1上游段R較大，中游段R較小，下游段R快速變大，并在河口段快速變小且小于上游段；工況2上游段和中游段R均比較小，下游段R快速變大，并在河口段快速變小且小于上游段；工況3上游段R最大并從中游段開始減小，下游段比河口段小且2個河段R整體差別不大。本文采集上游河道（Y29）、中游河道（Y25）、下游河道（Y20）和河口段（Y17）的泥沙進行篩分，采集厚度為0.5 cm，并對泥沙級配進行測量，得到不同工況的河床泥沙粒徑（d）分布情況如圖13所示。

根據(jù)泥沙粒徑分布情況可以得到工況1—工況3對應的上、中、下游和河口的泥沙中值粒徑，如表2所示。同時，通過計算可以得到不同工況R/d50平均值。

從表2可以看出，工況1的上游段河床最不穩(wěn)定，下游段河床較不穩(wěn)定、其河床有一定變化，中游段河床較為穩(wěn)定，河口段的河床最穩(wěn)定，上游段的R/d50為河口段的3倍;工況2的下游段河床最不穩(wěn)定其變化最為劇烈，中游段河床較不穩(wěn)定，上游段和河口段的河床最穩(wěn)定，下游段的R/d50為上游段與河口段的2.03倍;工況3的下游段的河床最不穩(wěn)定，上游段河床較不穩(wěn)定，中游段和河口段的河床最為穩(wěn)定，下游段的R/d50為中游段與河口段的4.09倍。

4" 結" 論

本文利用循環(huán)水槽對反S型、S型和喇叭型尾閭河道的演變過程進行模擬，并對河流穩(wěn)定性情況進行分析，主要結論如下：

（1） 河道的平面形態(tài)演變經(jīng)歷了一個“河道平面形態(tài)穩(wěn)定階段—河道平面形態(tài)微變階段—河道平面形態(tài)強變階段”的過程。加沙作用下上游河道為河岸侵蝕和河床淤積，河道平面形態(tài)穩(wěn)定或微變;加沙停止后，下游與河口段的河岸侵蝕程度大于河床侵蝕，河口出現(xiàn)分汊和擺動。

（2） 反S型河道和S型河道平面最不穩(wěn)定區(qū)域為河口段，最穩(wěn)定區(qū)域為中游段;喇叭型河道平面最不穩(wěn)定區(qū)域為河口段，最穩(wěn)定區(qū)域為下游段和入口段。

（3） 反S型河道上游段河床最不穩(wěn)定，河口段的河床最穩(wěn)定;S型河道下游段的河床最不穩(wěn)定，上游段和河口段的河床最穩(wěn)定;喇叭型河道下游段的河床最不穩(wěn)定，中游段和河口段的河床最為穩(wěn)定。

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Simulation experiment on morphological evolution characteristics of

tail river channel

The study is financially supported by the National Key Ramp;D Program of China （No.2023YFC3208601）.

BAI Yuchuan1，2，SUN Yanjie1，SONG Xiaolong1，2，XU Haijue1，2，WU Jinsen1，TIAN Yuan1

（1. State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Intelligent Construction and Operation，Tianjin University，Tianjin 300350，China;

2. Institute for Sedimentation on River and Coastal Engineering，Tianjin University，Tianjin 300350，China）

Abstract：The tail river channel serves as a critical zone for the interaction between rivers and oceans，holding significant ecological and environmental implications.This study employs a physical experimental approach to simulate the evolution processes of common trumpet-shaped and meander-shaped （left-bending and right-bending at the estuary） tail river channels.The research investigates the morphological evolution patterns under varying water and sediment conditions.Evaluation of different river types′ stability is based on coefficient of fluvial facies and relative roughness.The experiments reveal that the planar morphology of the river undergoes stages of “stability-micro-change-strong change.” The average elevation and slope of the riverbed increase over time，with the most significant changes occurring in the upstream and estuary sections and the least in the midstream.Sediment addition results in upstream riverbank erosion and riverbed sedimentation.Following cessation，downstream and estuary sections experience more pronounced riverbank erosion than riverbed erosion，leading to estuarine bifurcation，oscillation，and shifting.The unstable areas in planar morphology are the downstream section for meander-shaped channels and the estuary section for trumpet-shaped channels，with significant differences in river phase coefficients.For cross-sectional morphology，the downstream section is unstable for left-bending meander-shaped channels （with a more than 3-fold difference in relative roughness），the upstream section for right-bending meander-shaped channels （more than a 2.03-fold difference in relative roughness），and the downstream section for trumpet-shaped channels （more than a 4.09-fold difference in relative roughness）.

Key words：river pattern;water and sediment changes;coefficient of fluvial facies;physical experiment simulation;tail river-estuary