黄河泥沙研究重大科技进展及趋势

江恩慧

(1.黄河水利科学研究院，河南 郑州 450003；2.水利部 黄河泥沙重点实验室， 河南 郑州 450003；3.河南省湖库功能恢复与维持工程技术研究中心， 河南 郑州 450003)

黄河是世界上最为著名的多沙河流，因“水少沙多、水沙关系不协调”而成为世界上 最为复杂、最难治理的河流。由于巨量泥沙的不断堆积，黄河下游才成为举世闻名的地上悬河，黄河下游洪灾也因而成为中华民族的心腹之患。另外，突出的泥沙问题使黄河严峻的水资源形势更加严峻，水资源的严重短缺又进一步加剧了黄河泥沙问题的复杂性和严重性。泥沙淤积一直是困扰河道防洪安全、水库正常运行和有效库容长久维持、灌区安全运行的关键性技术难题。因此，泥沙问题始终是黄河治理开发、保护与管理要面对的首要问题。2019年9月18日习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展会议讲话中提出要“保障黄河长治久安”的目标时，明确指出：“黄河水少沙多、水沙关系不协调，是黄河复杂难治的症结所在”，并强调：要保障黄河长久安澜，必须紧紧抓住水沙关系调节这个“牛鼻子”。习总书记的讲话给黄河泥沙研究以极大的鼓舞并且指明了方向。

自1946年人民治黄70多年以来，黄河泥沙研究相继得到了国家政府和多方面人士的高度关注，也吸引了大量的研究人员殚精竭虑地潜心钻研，取得了丰硕的成果。随着当前全球气候变化和区域经济的快速发展，黄河防洪安全遇到新问题和更高的要求, 黄河水资源的供需矛盾更加突出，黄河泥沙研究也迎来新的挑战。本文从黄河水沙情势变化、黄河水沙运动基础研究、黄河水沙调控理论与技术、河床演变与河道整治、以及黄河下游河道滩槽协同治理、泥沙综合处理与利用方略等方面，总结了几十年来黄河泥沙重大科技进展，提出在新情势下黄河泥沙需要进一步研究的问题。

1 黄河水沙变化研究重大科技进展与趋势

1.1 黄河水沙变化情势研究

黄河水沙变化情势是治黄战略决策、治理工程布局和工程实践的前提条件。黄河水沙变化始终是人们关注的焦点问题之一。自20世纪80年代开始，针对黄河水沙变化的成因、水沙变化的特性和规律，以及对水沙变化发展趋势的预测等方面，国家相继组织各层面人才，设立大量科技项目围绕上述问题开展研究。早期项目有：黄河流域水保科研基金项目、水利部黄河水沙变化研究基金项目、国家自然科学基金重大项目“黄河流域环境演变与水沙运行规律研究”、“八五”国家重点科技攻关计划项目“黄河治理与水资源开发利用”、“九五”国家科技攻关计划项目“黄河中下游水资源开发利用及河道减淤清淤关键技术研究”，以及近期的“十一五”国家科技支撑计划课题“黄河流域水沙变化情势评价研究”，“十二五”国家科技支撑计划项目“黄河中游来沙锐减主要驱动力及人为调控效应研究”。2013年—2014年，黄委会与中国水科院联合进行“黄河水沙变化研究”。通过以上项目的实施，对黄河水沙变化成因进行了全面系统的研究，阐述了黄河流域水沙变化规律，也预测了未来若干年黄河水沙变化情势。

1.2 取得的共识与差异及研究趋势

黄河水沙变化研究一直是黄河治理的焦点和难点问题。很多研究人员都试图对未来黄河水沙变化趋势做出定量预测，但由于黄河流域不断变化的来水来沙条件使得黄河来水来沙环境复杂，致使水沙变化的趋势受很多不确定性因素的影响，同时不同研究人员采用的水沙预测的方法也不同，从而导致学者们对水沙预测的结果差异较大[1-7]。目前针对黄河水沙变化的研究，定性上存在共识，定量上存在差异。在共识方面，即在黄河水沙成因的定性描述方面存在共识，研究者们一致认为是由黄河流域气候条件和流域环境的变化、干支流水库和大坝的不断修建等人类活动影响，以及为了发展流域社会经济而对资源的过度开发等因素共同促使黄河流域的水沙条件产生了变化。

而黄河水沙作为一个动态变化的复杂系统，在未来水沙量的分配上存在差异，这是因为利用不同方法对黄河水沙未来变化趋势预测结果不同，或即使用同一种方法由于基本参数难以确定，预测计算结果也可能有较大差异。“八五”期间，国家重点科技攻关计划项目“黄河治理与水资源开发利用”对黄河流域的来沙情况进行了预测，指出2020年黄河流域多沙粗沙区在丰水年的输沙量(20.52亿t)大致是平水年(10.31亿t)的2倍，平水年的输沙量(10.31亿t)大致是枯水年(5.44亿t)的2倍[4]。“十一五”期间，姚文艺等[8]对黄河流域未来30 a—50 a的水沙变化趋势进行预测。指出2030年花园口水文站年来水量和年输沙量分别为236 亿m3～244 亿m3、8.61亿t～9.56亿t，2050年花园口水文站年来水量和年输沙量分别为234亿m3～241亿m3、7.94亿t～8.66亿t。“十二五”期间，黄委会刘晓燕等[9]认为黄河中游潼关站来沙量在2030年—2050 年为0.7亿t～1.0亿t，2060 年以后，潼关年均来沙量为4.5亿t～5.0亿t；如果黄河流域主要产沙区发生极端条件(如普降高强度暴雨)，则潼关来沙量可达到16亿t。胡春宏等[4,10]认为：随着水保政策的持续实施，今后黄河流域来水量和来沙量将继续减少，但不会无限减少，会逐渐趋于稳定，预测在未来的50 a—100 a，潼关水文站年平均水量保持在210亿m3/a左右，年平均输沙量保持在3亿t/a左右。

针对黄河水沙复杂的变化情况，我们必须运用科学的方法对黄河水沙变化的内在规律进行研究，建立新的合理的方法对未来黄河水沙变化趋势进行预测[11]。因此我们需从机理上对以下问题开展深入系统的研究：黄土高原水土流失严重区治理关键技术，黄土高原水土保持措施减沙作用可持续维持技术等等，这些都是目前急需从科学和技术层面尽快解决的重要问题，进而为制定新的黄河治理方略提供支撑[12]。

2 黄河水沙运动基础研究重大进展与趋势

泥沙运动是一门基础性技术学科，主要研究泥沙颗粒在水流、重力等各种作用下的冲刷、搬运和沉积过程。在多年的河流治理中，河流治理工程实践促进了泥沙学科的发展，泥沙学科基础理论的发展又进一步促进了河流实际工程实践的进步。随着治河工作的不断开展，泥沙基础理论研究得到了进一步的发展和完善。尤其是由于科学技术的进步，治黄工作也更加科技化和精细化，在前人基础理论研究的基础上，取得了一系列先进性的理论成果，如强不平衡输沙理论、极细沙减阻及洪峰增值机理、高含沙洪水“揭河底”冲刷机理等研究，近些年还出现泥沙学科与水生态，水环境等学科的交叉研究，拓展了泥沙学科理论的范围，为解决治黄工作中的新问题提供强有力的理论支撑[13]。

2.1 强不平衡输沙理论研究

强不平衡输沙在黄河上主要有两个突出的问题，一是高含沙洪水的强烈淤积，二是水库运用初期黄河下游河道的清水冲刷。这两个突出的问题严重影响着黄河下游防洪安全、生态安全、工农业生产及生活用水等方面。针对长期以来黄河下游河道存在的不平衡输沙问题，韩其为等[14]结合理论推导和数值计算等方法，研究了不平衡沙含沙量的垂线分布规律；江恩慧等[15]针对黄河下游游荡型河道治理模式，开展了下游河道的均衡输沙，提出黄河下游河道均衡输沙的水沙调控指标，验证了“微弯型”河道整治方案对下游河道均衡输沙是极为有利的。

在利用数学模型提高对强不平衡输沙模拟精度方面，韩其为等[14]建立了不平衡输沙含沙量垂线分布的指数公式和幂函数公式；赵连军等[16]引入粒径概念，首次提出了“含沙量与颗粒级配的垂线分布关系式”的理论公式，解释了不同粒径在不平衡输沙条件下沿垂线的分布规律，建立了悬移质泥沙沿垂线方向的分布公式，以及在高含沙水流条件下水流的流速、含沙量以及紊动强度等因子沿垂线分布的理论公式，给出黄河“粗泥沙”粒径的判别方法。

2.2 洪峰增值及极细沙减阻机理研究

在2004 年黄河汛前调水调沙期间，随着小浪底水库异重流排沙出库，黄河下游出现了明显的“洪峰增值”现象，洪峰流量由小浪底站的2 680 m3/s增大到花园口站的3 990 m3/s，在当时下游河道河槽过流能力依然较弱的情况下引起了社会的广泛关注。江恩慧等[17]针对黄河下游“04.8”洪水的洪峰增值现象，探讨了洪峰增值的水动力学机理，认为小浪底水库异重流排出的极细高含沙洪水在下游河道输移过程中引起河道糙率变小，从而造成洪峰增值。李国英[18]对2004年—2006年小浪底水库异重流排沙期间黄河下游出现的洪峰增值现象进行分析，也认为河道糙率减小是引起洪峰增值的主要原因。Wang等[19]借助波动失稳理论，指出洪峰增值是洪水动力波在高傅汝德数情况下的失稳现象。上述研究成果在近些年的调水调沙实践中被黄委采纳，为黄河制定防洪决策提供重要理论支撑。

2.3 高含沙洪水“揭河底”冲刷机理

“揭河底”是黄河特有的百年奇观，因其特殊的物质组成和造床过程，形成了黄河上典型的河床剧烈冲刷现象。韩其为[21]通过分析土块的起动流速、上升运动、露出水面条件以及下降和沿纵向的运动，通过力学分析，建立了黄河揭河底冲刷的土体临界条件和土体运动方程；江恩慧等[22]通过多年的系统研究，在大量原型测验资料的基础上，结合概化模型试验，通过系统的力学分析，对“揭河底”冲刷期河道断面形态调整过程以及洪水位的变化进行了研究。提出了“揭河底”现象发生的条件，分析了构成揭河底河床的淤积结构，构建了“揭河底”现象冲刷时的物理图形，首次利用室内试验模拟“揭河底”现象，创造性地利用瞬变流模型建立了“揭河底”现象发生的临界判别指标。通过模型试验，剖析了“揭河底”发生时的工程出险机理，提出了适用于“揭河底”发生河段的工程防护措施和相应对策。该项研究具有较大的理论突破，其研究内容不仅丰富了多沙河流河床演变的基础理论研究，同时还为预测自然界“揭河底”现象的发生提供理论和技术支撑。

2.4 床面形态对水流阻力及泥沙输移的影响机理

床面形态是冲积河流水动力结构及泥沙输移过程中的主要影响因素。目前，国内外已开展了大量床面运动的室内水槽实验，并进行了恒定流条件下床面形态的变化过程、不同床面形态的阻力及泥沙输移特征、稳定床面形态的判别等方面的研究[23-24]。Nordin等[25]及Pratt等[26]还采用能量频谱的方法，研究了室内实验沙垄及沙纹床面高程沿水流方向的频谱特征、典型波长沙波的运动周期等。Verbank[27]结合声学谐振原理，提出了床面形态控制数概念，可进行床面形态判别及形态阻力的定量计算。张原锋等[28]基于床面形态控制数理论，结合水槽试验成果，分析了床面形态控制数与不同床面形态的对应关系，提出了床面形态参数；结合黄河下游实测资料，建立了床面形态判别方法，研究认为床面形态控制数能够反映高、低能态区的水流阻力特征；文献[29-30]还基于旋涡流的运动特征和床面形态控制数，建立了水流阻力和床面形态运动间的关系，结合Bagnold泥沙悬浮效率的概念，提出了床沙质输沙能力公式，其能够反映床面形态由低能态到高能态区的发展过程。该研究在输沙能力公式中引入床面形态控制参数是一种新的尝试。同时，随着单波束及多波束测深技术的发展，世界大河沙垄几何形态的野外观测有了显著进展，研究者们相继开展了野外河流非恒定流条件下沙垄特征及动态过程等研究[31-35]。

2.5 泥沙学科与其他学科交叉新发展

(1) 环境泥沙研究方面。水利工程的建设和运行将导致水沙过程和河床演变发生不同于天然情况下的变化。这些变化还引起了河流中水、沙、营养盐之间的分配关系发生变化，从而导致床面生物膜、浮游动植物、底栖动物以及水生植物等相应随之改变。根据实测资料表明，水沙关系的变化会引起水生态环境的明显变化。关于这方面的研究，方红卫等[36]提出了生态河流动力学的概念及理论框架，对水沙输移及微地形演变的物理过程、营养盐和污染物质随泥沙输移的化学过程、以及水体中及床面处各类生物过程对于水沙输移及微地形演变的响应等研究均进行梳理，探讨了水沙输移与河流生物化学过程之间的相互耦合关系，指出了生态河流动力学研究所面临的多学科交叉、多尺度耦合等方面的挑战。

(2) 河流物质通量研究方面。河流是水沙等物质、能量传输的重要路径，正常物质通量的运行能够促使河流健康。河流物质通量主要关注河流中的多种物质运动及其带来的效应变化，包含碳、氮、磷等主要离子和污染物。河流通量的显著变化还会诱发一系列问题，如促使河流功能受损，加速河流系统恶性循环，致使河流断流或功能性断流，甚至出现小水大灾、河流污染物通量增大等严峻形势。胡春宏[12]认为，进行系统的河流物质通量研究，将促进泥沙学科与生态环境、地貌学、水文学等学科的深层次交叉，有助于进一步完善泥沙基础理论体系。针对黄河流域，应开展黄河干支流全物质通量调控体系优化布局及运用机制，以及干流全物质通量各要素耦合响应机制与年度调控过程等方面研究。

3 黄河水沙调控理论与技术研究重大进展与趋势

3.1 黄河水沙调控理论与技术研究及新进展

水沙调控是解决黄河水沙不协调的关键手段。我国很早就对水库泥沙调度展开研究。早在20世纪50年代的官厅水库[37]、到20世纪60年代的三门峡水库[38]，再到不平衡输沙基础理论[39-42]、高含沙水库异重流研究[15,43-44]、下游河道河床演变与整治[45-47]、多沙河流水库泥沙数学模型[48-50]与实体模型模拟技术[51-52]等方面均取得了显著进展。

自1955年，治黄专家王化云提出“宽河固堤”方略开始，后续根据不同时期治黄需要，相继提出了“宽河固堤”“蓄水拦沙”“上拦下排、两岸分滞”等一系列水沙调控思路[53]；钱宁[54]指出在治理多沙河流时，不仅要改变河流的边界条件，还应利用上游水库，合理调节水沙过程，便于下游河道有利发展。王士强[55]、李国英[56]提出利用水库群联合调度的方式，通过人工塑造异重流，加大小浪底水库的排沙量。同时指出只要突破塑造水库异重流、确立河道水沙关系和遏制洪峰增值这三大技术，调水调沙便可有效遏制黄河下游的河道淤积[57]。江恩惠等[58]根据George提出的水库保护模式概念，考虑应用寿命周期模式提出了对三门峡水库可持续管理的建议和意见，指出通过调度黄河上游和渭河上的水库，调整有利的水沙条件形成人造洪峰可降低潼关高程。胡春宏等[59-60]提出水库“蓄清排浑”运用方式有效减轻了水库泥沙淤积问题，并进一步提出了三峡水库和小浪底水库等运行方式进一步优化的建议。谈广鸣等[61]运用动态规划的方法构建了基于水库-河道耦合关系的水库水沙联合调度模型，并将该模型成功应用到小浪底水库的水沙联合调度中，该研究为多沙河流水库水沙联合优化调度提供了新的思路和理论依据。

江恩慧团队目前正在开展的十三五国家重点研发计划“黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控关键技术”，从构建黄河泥沙动态调控的系统理论，阐明水库泥沙高效输移机制，揭示下游河流系统对泥沙动态调控的多过程综合响应机理，提出黄河泥沙动态调控模式与技术，建设黄河泥沙动态调控模型与智慧决策平台等5个方面进行内容。

3.2 新形势下黄河水沙调控理论与技术的发展趋势

进入21世纪，黄河水沙条件发生了深刻变化，黄河水沙调控体系初步建成。特别是随着综合国力的提升和国家区域经济协调发展战略、生态安全战略的推进，黄河流域“防洪安全-社会经济发展-生态环境改善”之间的关系亟待平衡与协调。在此背景下，黄河泥沙调度应在空间上覆盖全流域、功能上覆盖全维度，时间上覆盖短、中、长期，以实现黄河流域全河“行洪输沙-社会经济-生态环境”多功能协同发展为目标，建立全流域完整的泥沙动态调控理论、技术与工程体系[62]。鉴于此，我们应对黄河流域进行系统治理，应用系统论思想方法，开展黄河流域水沙联合调控系统理论与技术，黄河下游河道与滩区综合治理提升工程与技术，基于水库长期有效库容维持的泥沙资源利用关键技术与装备等方面研究。

4 河道综合治理理论与技术研究重大进展与趋势

4.1 黄河下游河道整治研究进展

黄河下游游荡段主槽宽浅散乱、摆动频繁，河势演变具有多变性和复杂性，河道强烈游荡的特性严重威胁着黄河下游的防洪安全。新中国成立以来，国家和各级人民政府非常关注黄河的治理巩工作，持续投入一系列人力、物力和财力修建了大量的河道整治工程和进行了一系列治黄研究。

在黄河下游河床演变方面，钱宁等[63]、龙毓骞[64]和胡一三[65]老一代先驱学者对多沙河流河床演变等基本理论开展了不懈的研究，其研究成果对治黄战略的决策做出了重要贡献。在黄河下游河道治理方面，谢鉴衡[66]指出要遵从黄河下游河道自身演变规律进行治理，通过小浪底水库的拦粗排细功能，调整出库水沙搭配比例；扩大黄河河口三角洲的面积以保证黄河山东段河床不抬升；利用大坝进行大范围的引黄放淤，以此改善黄河下游整个河道的来水来沙条件；针对黄河河南段的淤积问题，可对河道主槽的横断面进行调整，并降低河床糙率。国家“八五”攻关计划期间，胡一三等[45]对黄河下游游荡段河道的河势演变规律进行了系列研究，对黄河下游过渡段河道(高村至陶城铺)以及黄河山东段的河道整治经验进行总结，展望并提出了针对黄河下游游荡段河道的整治措施。在国家“九五”“十五”攻关计划期间，江恩慧等[67]结合大量原型实测资料，通过系列的室内模型试验，对难以进行工程布局的黄河下游河道段进行工程布局试验模拟研究，其成果为黄河下游游荡段河道的治理提供了理论和技术支撑。

2016年江恩慧负责的国家基金重点项目“游荡型河道河势演变与稳定控制系统理论”，引入系统理论与方法，结合协同理论和突变理论，揭示游荡性河道有限控制边界对河势演变的作用机理，探讨水沙动力与有限控制边界的和谐效应及工程布局模式，提出游荡性河道河势稳定控制的技术方法，凝炼形成“游荡性河道河势演变与稳定控制系统理论”。该项目将有力地推动游荡型河道河势演变研究从“定性”到“定量”、河道整治效果从“游荡摆动”到“相对稳定”的跨越，有效地促进河床演变与河道整治学科的发展。“十二五”期间，江恩慧负责的国家科技支撑计划课题“黄河下游宽滩区滞洪沉沙功能及滩区减灾技术研究”，在理论、技术和应用等方面分别对黄河下游滩槽协同治理理论与技术进行创新[68]。首次从理论层面揭示了滩槽水沙交换机理及漫滩洪水水沙运移与滩地淤积形态调整的互馈机制，量化了宽滩区不同运用方式对宽河段及山东窄河段的影响，提出了宽滩区滩槽水沙优化配置方案，构建了下游宽滩区滞洪沉沙功效二维评价指标体系和评价模型，提出了可兼顾下游防洪与滩区可持续发展的洪水泥沙调控模式与综合减灾措施。

4.2 黄河河道综合治理发展趋势

习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会时指出，“洪水风险依然是流域的最大威胁”，“下游防洪短板突出”，在黄河流域生态保护和高质量发展的目标任务中，“保障黄河长治久安”占据着很突出的位置。同时强调，“上下游、干支流、左右岸统筹谋划”“黄河生态系统是一个有机整体”“要更加注重保护和治理的系统性、整体性、协同性”“要坚持山水林田湖草综合治理、系统治理、源头治理，统筹推进各项工作，加强协同配合，推动黄河流域高质量发展”，为今后黄河流域综合治理指明了方向。

总书记的讲话既一针见血地指出了目前黄河下游存在的问题，同时也为今后黄河流域的综合治理指明了方向，其充分体现了系统论的思想方法。黄河是一个复杂的巨系统，治理黄河是一项复杂的系统工程。无数的历史经验教训告诉人们：“治河息息相通，牵一脉而动全体”。因此，无论黄河治理的整体战略、实施方案，还是不同河段的治理方略、工程布局，抑或是单一工程的具体设计、运行管理，在其规划、可行性研究、实施的各个阶段，都必须以系统论思想方法为统领，把黄河流域作为一个有机的复合系统，统筹考虑。针对黄河流域系统治理这个命题，黄河流域系统可划分为干支流河流子系统、区域社会经济子系统、流域生态环境子系统三大子系统。黄河流域的系统治理要以河流基本功能维持、区域社会经济高质量发展、流域生态环境有效保护三维协同为整体治理目标，定量研究黄河流域综合治理的整体布局及不同治理措施之间的博弈协同效应[69]。

按照系统理论概念，将黄河下游河道系统定义为“以水沙输移、床岸组成和涉水工程为物理基础，以水沙资源开发利用和合理配置为核心，以河流基本功能维持(行洪输沙)、经济社会可持续发展、生态环境有效保护等为最终目标的复合系统”。该系统将河流水沙输移、经济社会发展、生态环境要素等视为一个整体，其核心理念是保障河流行洪输沙基本功能、支撑经济社会可持续发展、维持生态环境健康[70]。今后应利用系统论思想和方法进行黄河下游河道滩槽协同治理研究，探索系统内多目标之间的协同发展和整体最优。

5 黄河泥沙综合处理与利用方略研究重大进展与趋势

新中国成立以来，党和政府高度重视黄河的治理问题，众多科技工作者围绕黄河泥沙处理与利用问题一直孜孜不倦地进行着研究和实践，在不同时期形成了不同的治理方略。从建国初期的“除害兴利、蓄水拦沙”，发展到1964年的“上拦下排”治河思想，再到20世纪90年代逐步形成了“拦、排、放、调、挖”处理与利用泥沙的综合治理措施。从以上治黄方略可以看出，对于泥沙的处理都是基于泥沙的灾害属性，而对泥沙的资源属性认识不足。进入21世纪，随着社会经济的发展和技术的进步，在国家生态文明和乡村振兴等战略指引下，泥沙作为一种可利用的资源已被越来越多的人认识、接纳和重视，黄河泥沙的资源属性和经济价值逐渐凸显。2013 年《黄河流域综合规划(2012年—2030年)》将“拦、排、放、调、挖”泥沙综合治理策略修编为“拦、排、调、放、挖”的同时，同时首次明确提出了“泥沙资源利用”。

水利部、黄委会以及河南省和山东省政府都高度重视黄河泥沙处理与资源利用工作。2006年黄委会召开的“黄河小浪底水库泥沙处理关键技术及装备”研讨会，拉开了21世纪黄河泥沙资源利用研究的序幕。2012年成立“黄河泥沙处理与资源利用工程技术中心”，中心主任江恩慧带领整个研究团队，通过科技部研发专项、水利部公益性行业专项、水利部科技推广项目，黄委会防汛项目，小浪底监管局专项等，对黄河深水水库泥沙取样技术、深水水库泥沙处理技术、管道输沙技术、泥沙资源利用技术与装备等进行了持续研究，取得了一系列创新性成果，形成了“测-取-输-用-评”黄河泥沙资源利用全链条技术，对黄河泥沙资源利用起到了技术示范和引导作用，达到了控制泥黄河沙资源利用的风险、发挥黄河泥沙资源的优势、彰显黄河泥沙利用的社会效益和经济效益、引导更广泛的社会力量参与其中、有效减轻黄河泥沙淤积、促进黄河长治久安的目标，为黄今后河泥沙的大规模资源利用奠定了基础[71-73]。

对泥沙进行资源的利用，也就是对泥沙进行空间优化配置。近期具有代表性的成果是胡春宏院士的“十一五”国家科技支撑计划，该项目预测了黄河泥沙变化的趋势，构建了黄河泥沙空间优化配置的总体框架，提出了泥沙优化配置理论方法年研发了黄河泥沙空间优化配置数学模型[74]；通过实测资料分析和数学模型计算，系统研究了2050年以前不同水沙系列条件下黄河干流泥沙空间优化配置的潜力和能力以及经济投入指标[75]；提出了黄河干流泥沙在未来不同时期内的配置模式和配置方案[76]。

6 结 语

综上所述，黄河泥沙研究为黄河下游防洪安全和流域社会经济的发展做出了极其重要的贡献。2019年9月18日，习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上对新中国成立以来黄河治理取得的巨大成就给予了肯定，同时也对黄河治理提出了新要求，将黄河流域生态保护和高质量发展提升到国家重大战略的重要地位。近年来，随着乡村振兴战略、生态安全战略等的推进实施，国家在新时期新情势下对泥沙研究赋予了新的使命。针对黄河流域当前存在的问题，亟需我们对黄河水沙变化成因及趋势进行深入研究和定量判断，进行流域生态环境保护与治理，加强黄河水沙运动基础研究，进行符合新情势下的黄河水沙调控理论与技术研究，应用系统论思想，进行黄河下游河道进行滩槽协同治理，通过持续性的成套技术集成和系列装备研发进行泥沙资源利用，以加强黄河流域生态环境保护，保障黄河长治久安，让黄河成为造福人民的幸福河。