3.3 河型及河相关系
3.3.1 河型区划
河型是指一条河流的形态，即一条河流的大致走势。为了概括河道形态、演变特性及成因，需要对河型进行划分。由于各类河型之间通常不能截然分开，甚至可认为河型是从一种类型过渡到另一种类型的连续形体。所以对于河型的划分，各国学者着眼点不同，划分的方法也不尽相同。例如，有的按河床的稳定程度将河流分为稳定性和不稳定性河流，有的按河流的输沙是否平衡分为侵蚀性、均衡性与堆积性河流，也有的按其边界条件分为山区性河流、过渡性河流和平原性河流或分为冲积性与非冲积性河流等。但总的来说，河型的划分大致可以归为以下几大类。
1.平原河流河型的划分
一般而言，对于冲积平原河流较有代表性的是将河流按其平面形态、动态特征或河床形成过程进行分类。西方学者一般根据不同的河道平面形态，将河流分为顺直、弯曲和网状三种类型，并将具有稳定性江心洲的分汊河流与具有游荡性的分汊河流同列为网状河流的范畴。前苏联学者一般按河床过程来划分。我国大部分学者一般是综合考虑河道的平面形态及演变的动态特征，特别是根据长江、黄河这两大河流在平面形态、来水来沙特性及其演变特性等方面具有本质的差别后，将河流分为顺直、弯曲、分汊（江心洲）及游荡4种类型。
通过长期观察发现，尽管在同一条河流上的不同河段，其河床形态及演变特点存在着差异，但位于不同河流上的某些河段，河床形态和演变特点却可能相似。因此，可以将天然河流按其河床形态及演变过程划分成若干类型，并在这个基础上来研究各类河段河床演变的特性。一些学者根据河床的边界条件，将河流划分为冲积河流、非冲积河流和半冲积河流；另一些学者则主要根据河床的动力特性分为侵蚀河流、堆积河流和（动力）平衡河流；又有一些学者则根据河床的平面形势特性将河流划分为弯曲型河流、顺直河流、网状河流（或弯曲、单股、分汊）；还有一些专家在此基础上进一步考虑河床演变特点，将河床划分为弯曲型河流、周期性增宽河流、游荡型河流（或蜿蜒顺直微弯、分汊、游荡）等。
对于平原河流，具有不同平面形态（弯曲、顺直、分汊、散乱）的河段，河床演变也具有不同的性质。因此，一般可以进一步将平原河流划分为顺直（微弯）、弯曲、分汊和游荡4种主要河型。在这4种河型中，弯曲型与分汊型是比较稳定的，而游荡型是极不稳定的。
2.山区河流河型的划分
在进行设计时，按河段稳定情况和河床演变特征及设计要求，可将河段划分为以下7种类型。
（1）峡谷性河段。该类型的河段岸线不变，河槽固定，河床冲淤极微弱，多呈下切加深的趋势。在具体工作中，如果河床窄深、床面基岩裸露或为胶结沉积层，且河床纵坡大、多急弯、卡口，即可定为峡谷性河段。
（2）稳定性河段。该类型的河段岸线基本稳定，变形速度缓慢，河槽冲淤变化不大，主流在河槽内很少摆动。其河岸由抗冲刷能力较强的土壤组成，如硬黏土、紧密的砂夹卵石，以及风化岩等。河床多由粒径较小的卵石及砂组成，在下游河段常由砂粒土组成。实际上，如果岸线整齐、河槽稳定、断面多呈U形、滩槽分明、各级洪水流向基本一致，即可定为稳定性河段。
（3）次稳定性河段。该类型的河段岸线不太稳定，洪水期有塌岸现象，河槽内冲淤比较明显，主流在河槽内摆动，边滩、沙洲不稳定，洪水期有所变形或下移。在平面上，河道微弯或弯曲，如果水流分汊，则沙洲不稳定，汊道变化，滩槽分明，边滩一般较发达。在断面上，河槽较宽浅，断面以复式为多，河岸抗冲刷能力较差，多为砂质黏土或砂砾石，河床多由中等的卵砾石或粗沙组成。其水文特点是高低水位流向差别很大，洪水期漫滩流量较大。
稳定性河段与次稳定性河段的区别为：前者岸线、河槽、与洪水主流基本稳定，变形缓慢；后者河湾发展、下移，主流在河槽内摆动。
（4）变迁性河段。该类型的河段岸线不稳多变，洪水期塌岸严重，河床冲淤变化大床面有淤高之势，洪水期主流摆动不定，常产生严重的集中冲刷。在平面上，河段弯曲或微弯，水流分汊，沙洲较多，有的不易划分河槽与河滩。在断面上，河床开阔，断面多呈锯齿形，有的中间高两边低，河床组成常与河岸组成相近，抗冲能力差，以砂夹卵砾石为多。其水文特点是大小洪水流向不一致，水面宽度变幅较大，水面常呈现横比降，同一断面上水面很不平，有自然壅高。变迁性河段与次稳定性河段的区别为：前者主流在整个河床内摆动，幅度大，变化快，河床有可能扩宽；后者主流在河槽内摆动，幅度小。
（5）游荡性河段。该类型的河段岸线很不稳定，历年变化无常，主流游荡不定，沙洲、沙滩推移快、变形大，冲淤变化强烈，集中冲刷严重，床面淤积抬高，河槽容易改道。在平面上，河段大体顺直或微弯，河身宽浅，沙滩密布，汊道交织，通常不易划分河槽与河滩。在断面上，河床平坦开阔，有时呈地上河，河岸与河床组成接近，粒径小，多为细沙及粗沙。其水文特点是洪水流向不定多变，水流散乱，洪水含沙量大。
游荡性河段与变迁性河段的区别为：前者土质颗粒细、冲刷深、回淤快，主流不仅在整个河床内摆动，甚至造成整个河床改道；后者颗粒粗、冲刷浅，由于河床淤高、扩宽和主流摆动，造成主槽变迁，河岸旁切扩宽幅度小。
（6）宽滩性河段。该类型的河段河槽岸线不稳，洪水期易塌岸，河槽平面常发生变形，摆动幅度较大，河槽经过多年冲淤交替作用，可能出现裁弯取直，老河槽淤死，成为月牙泡等。在平面上，河槽弯曲或微弯，不稳定的河段上，有明显的曲率增大、河湾下移和长生汊流等情况，滩槽易划分。其河岸与河床组成接近，多为沙土或粉沙土。宽滩性河段地势平坦，洪水泛滥宽度可达几公里至十几公里，滩槽宽度比可达5倍以上，河滩流速小，河槽流速大，河滩流量占总流量的40%以上。
（7）冲积漫流性河段。该类型的河段两岸不受约束，岸线极不稳定，河槽形态、位置极不稳定，主流在洪水漫溢范围内摆动不定，自然冲淤严重，床面逐年淤高，集中冲刷明显。在平面上，河段呈冲积、扩散状，大体顺直或微弯，河床极宽浅，汊道交织，多呈网羽状，通常分不出河槽与河滩。在断面上呈锯齿状，中间高两边低，岸槽高差甚小，河岸与河床组成接近，多为卵砾石。其水文特点是洪水流向常与河段总方向一致，水流散乱、漫流，同一横断面上水面很不平，自然壅高很大。
冲积漫流性河段地貌大致具有冲积扇体特征，床面逐年淤高的程度较游荡型河段明显。洪水股流按总趋势在较高的沟槽中通过。
多年来，各桥梁专家对于河型研究所采用的方法不尽相同。有的运用水动力学的稳定性原理或依据能量耗散原理进行理论分析；有的通过自然造床模型试验，塑造出不同河型加以研究；也有的则综合利用理论分析和模型试验以及野外调查资料进行探讨。
对于河型成因，许多地貌学家和水利学家试图以地貌界限假说、能耗率计算极值假说、稳定性理论、随机理论及统计分析法来解释河型的成因。但由于问题极其复杂，且水流及泥沙基本理论尚欠完善，影响了这些理论的合理性。
由以上分析可以看出，不同河型的形成都是水流与河床泥沙相互作用的结果。只要水流具有相应的强度，任何可动河床周界条件下都可能形成游荡型、分汊型及弯曲型河流。如果水流强度一定，河型则取决于河床相应的稳定程度。
3.3.2 造床流量
在天然河流中，水力与泥沙条件是因时而异的，在研究河床演变规律时，需要确定一种有代表性的流量值作为依据。为此，就提出了造床流量的概念，与多年流量过程综合造床作用相当的某级流量。
多沙河流的河相关系相当复杂，造床流量对塑造河床形态所起的作用最大。研究河床演变和从事河道整治工程规划设计需要确定一个更为确切的造床流量，但如何选取造床流量，至今尚无一致的认识。
3.3.3 河相关系
河相关系是指河床几何形态与水流、泥沙及河床边界条件间的关系。在一定的边界及来水来沙条件下，河床将调整它的坡降及断面形态，力求使挟沙能力与上游来沙条件相适应。河相关系一般应包括横断面河相关系、纵剖面河相关系及平面河相关系。此类河相关系又有所谓沿程河相关系与断面河相关系之分。前者描述不同的河流或同一条河流的上、下游之间由于水沙条件及边界条件的不同而引起的河床形态的变化。它是通过某一特征流量（往往取造床流量），把不同断面的资料联系在一起，用以描述冲积河床的总轮廓。后者则描述同一断面的河床尺度或宽深关系随流量的变化规律，主要用来确定河床横断面形式。