论文选取我国黄河和美国图特河北汊作为典型案例，以河床演变普遍存在的滞后现象为主线，以描述河床演变过程的滞后响应模型为基础，探讨了不同扰动因素影响下河道的滞后响应特点和调整规律，建立了不同扰动因素协同作用下非平衡态河道复杂演变过程的计算方法，对选取典型案例的长时间河床非平衡态冲淤演变过程进行了模拟。论文成果对于深化对非平衡态河床演变规律的认识，发展非平衡态河床演变学理论和方法具有重要的学术意义和实用价值。基于河流系统的概念，在分析上游来水来沙条件和下游侵蚀基准面变化对冲积河流系统的不同作用机制基础上，建立了两种扰动因素协同作用下河床冲淤调整的平衡模式和平衡冲淤体的计算方法。对于受水沙条件和潼关高程共同影响的黄河小北干流和渭河下游的河床演变过程，采用三角形淤积体的平衡态计算模式，利用滞后响应模型计算了1960～2011年潼关高程抬升及水沙变化对黄河小北干流和渭河下游河道冲淤过程的影响，结果表明模型充分考虑了潼关高程和水沙条件对河道冲淤演变过程的协同作用，结果还显示潼关高程对河道冲淤的影响占主导地位，而近期河道的冲淤受水沙条件的影响较大。对于受水沙条件和河口淤积延伸影响的黄河下游河道的长系列冲淤演变过程，采用梯形淤积体的平衡态计算模式，结合滞后响应模型，建立了黄河下游历年累计淤积量的计算方法，模拟了1952～2010年黄河下游不同河段长时间的河道冲淤过程，计算效果较好，表明模型能够考虑水沙条件引起的沿程冲淤和河口延伸引起的溯源淤积；并且研究表明花园口~利津河段的河床淤积过程与水沙条件的变化密切相关，而孙口以下河段则受河口延伸的影响更为明显。对于受火山爆发影响的美国图特河北汊的河床演变，分析了河道垂向、横向及纵向的调整过程，研究表明河道的调整速率随时间非线性衰减，河床的调整在空间上呈现上冲下淤的一般趋势；根据平衡比降建立了河床平衡态的计算方法，进而采用滞后响应模型建立了图特河北汊河床深泓高程的计算方法，该方法不仅考虑了当前水沙条件对河床演变的影响，而且考虑了前期水沙条件的作用，用于模拟1980～2011年图特河北汊河床冲淤交替的变化过程，取得了令人满意的结果。