摘要：黄河以其多泥沙，河道善淤、善决、善徙，而著称于世，被认为是世界上最复杂、最难治理的河流。黄河泥沙主要来自黄土高原的土壤侵蚀，黄河下游河道淤积的主要原因在于“水少沙多，水沙不平衡”。按照黄河下游河道冲淤规律，只要把进入黄河下游河道的不平衡的水沙关系调节为相协调的水沙关系，完全可以使黄河下游河道实现不淤积。黄河首次调水调沙试验达到了预期的目的。通过这次试验，积累了对黄河测验的海量数据（５２０万组），加深了对黄河河床演变及水沙规律的认识，为今后建立更加符合原型黄河实际的数学模型和实体模型提供了极其重要的物理参数。

关键词：黄河调水调沙试验淤积

在我国古代治河典籍中，黄河很早就被尊称为“四渎之宗”，百水之首。它以其多泥沙，河道善淤、善决、善徙而著称于世，被认为是世界上最复杂、最难治理的河流。
从明代潘季训开始，数百年来，人们对黄河泥沙的治理不断地进行理论探讨和具体的实践。随着认识的不断深化，逐渐将黄河泥沙的治理措施概括为“拦、排、放、调、挖”。截至目前，“拦、排、放、挖”都已不同程度地付诸过实践，惟有“调”，虽然做过长期大量的理论分析，但尚没有在真正意义上试验过。
一、黄河下游河道淤积情况
黄河的泥沙，主要来自黄土高原的土壤侵蚀。
黄土高原的地形地貌及其发育特征，是受区域内晚新生代以来新构造运动的控制形成的。新构造运动使黄土高原全区处于不断的区域性上升活动中，从而造成侵蚀基准的变化。因此使坡面侵蚀加剧，冲沟活跃。同时，由于土体的重力作用，加之潜水活动等因素的影响，在不稳定状态下土体坍塌、滑动的重力侵蚀也时常发生。进入人文历史时期以来，人类活动更进一步加剧了黄土高原土壤侵蚀的强度。在暴雨的强烈作用下，黄土高原区域内的许多支流及黄河干流都成为世界上少有的多泥沙河流。
携带来自中游大量泥沙的黄河，不断充填着古华北陆缘盆地，并向渤海海域推进，形成新的陆地，缔造了华北大平原。
在华北大平原上出现堤防之前，黄河流路处于无约束状态。起初，黄河总是寻找一条低洼的流路入海，随着这条低洼流路的不断淤积，它又会“滚”向另外一条相对低洼的流路。如此反复，泥沙就“摊铺”在黄河的冲积扇上。
大约在春秋中期，铁器的出现和普遍使用，使得大规模修筑黄河堤防成为可能。再加之社会生产力的提高促进了经济的繁荣，人口也随之有较大的增长，生存和发展的环境要求保护，技术上有了可能，黄河下游的堤防便应运而生。到了战国时期，黄河下游堤防已具有相当规模。
堤防的修筑，将放荡不羁的黄河约束了起来，黄河的泥沙便在两岸大堤之间进行“摊铺”，从而使河床不断地抬高。到了西汉后期（汉哀帝初年），黎阳（今河南浚县）附近“河高出民屋”，可见当时的黄河已经是“地上悬河”了。
当“地上悬河”发展到一定程度，黄河就会发生决口，甚至改道。据记载，从公元前６０２年（周定王五年）到１９３８年，共２５４０年，发生决口的年份有５４３年，决口的次数达１５９０次，改道２６次。黄河流路的扇面形分布，北达天津，南抵江淮，纵横２５万ｋｍ２。
新中国成立以来，黄河下游堤防已先后４次全面加高培厚，取得了５０多年伏秋大汛不决口的伟大成就。黄河下游两岸大堤之间已淤积近１００亿ｔ，河床普遍抬高了２～４ｍ。现状黄河下游河床普遍高出背河地面４～６ｍ，最大达１０ｍ以上，成为淮河和海河流域的分水岭。沿黄地区的城市地面均低于黄河河床，河南新乡市的地面比黄河河床低２０ｍ，开封市的地面低于黄河河床１３ｍ，山东济南市的地面低于黄河河床５ｍ。
２０世纪９０年代以来，黄河下游河道年均淤积２．２亿ｔ，持续的枯水系列，长期的小流量过程，致使黄河下游河道主河槽淤积严重。据统计分析，黄河下游主河槽淤积占全断面淤积量的比例为９０％，局部河段（如花园口～高村）则高达９３％，河槽的严重淤积，造成过水断面严重萎缩，其结果是同流量水位升高，平滩流量大幅度减少。１９９６年８月的洪水（简称“９６?８”洪水）集中地暴露了这些问题：花园口断面洪峰流量仅有７６００ｍ３／ｓ，水位却高达９４．７３ｍ，比１９５８年该断面２２３００ｍ３／ｓ洪水的水位还高出０．９１ｍ，局部河段平滩流量从８０年代的５０００ｍ３／ｓ以上降低至３０００ｍ３／ｓ左右。
二、黄河下游河道淤积的主要原因
黄河下游河道淤积的主要原因，在于“水少沙多，水沙不平衡”。
１．水少沙多
黄河花园口断面多年平均天然径流量为５５９亿ｍ３，实测进入黄河下游的多年平均水量为４７０亿ｍ３，进入黄河下游河道的泥沙，多年平均为１６亿ｔ，平均含沙量为３５ｋｇ／ｍ３。与国内外大江大河相比，水量仅为长江的１／１７，而泥沙量却是长江的３倍。印度、孟加拉国的恒河，年输沙量为１４．５亿ｔ，与黄河相近，但其水量较黄河大得多，约为３７１０亿ｍ３，含沙量只有３．９ｋｇ／ｍ３，远小于黄河。美国的科罗拉多河的含沙量２７．５ｋｇ／ｍ３，略低于黄河，但年输沙量仅有１．３５亿ｔ。无论年输沙量，还是平均含沙量，黄河在世界江河中都名列第一。
２．水沙不平衡
（１）地区来源的不平衡
黄河流经不同的自然地理单元，各自然地理单元的地形、地质、降雨、产沙等存在着较大的差异，因此，水和沙的地区来源不同，通常将其概括为“水沙异源”。比如，黄河上游地区的流域面积为３６万ｋｍ２，占全流域面积的４５％，来水量占全河水量的比例为５３％，是全河的主要产水区，而来沙量仅为黄河泥沙总量的９％，多年平均含沙量只有５．７ｋｇ／ｍ３。黄河中游的河口镇至龙门区间，流域面积仅为１３万ｋｍ２，占全河流域面积的１６％，来水量占全河水量的１５％，而来沙量却占全河沙量的５６％，多年平均含沙量高达１２８．０ｋｇ／ｍ３，为全河最高的地区，是全河的主要产沙区。龙门至潼关区间，流域面积为１９万ｋｍ２，来水量占全河水量的２２％，来沙量占全河沙量的３４％，多年平均含沙量仅次于河口镇至龙门区间，为５３．８ｋｇ／ｍ３。三门峡以下的伊洛河和沁河，来水量占全河水量的１１％，来沙量仅占全河沙量的２％，多年平均含沙量为６．４ｋｇ／ｍ３，是仅次于上游的第二个相对清水来源区。
从总体上看，进入黄河下游的水量主要来自上游地区，而泥沙量却基本上来自中游地区。
（２）时间分配的不平衡
黄河的水沙不仅存在着地区来源的不平衡，而且年内年际的时间分配也呈明显的不平衡性。就水和沙来讲，汛期（７～１０月）水量占全年水量的６０％，随着人类活动影响的加大，汛期水量所占比例呈下降趋势，如自龙羊峡水库１９８６年１０月投入运用以来，汛期水量仅占全年水量的４７％。来沙在时间分配上的不平衡性表现得更为突出。据统计，在一年之中，８５％以上的泥沙来自汛期，并且常常集中于几场暴雨洪水。比如，在全河来沙量最多的地区——河口镇至龙门区间，全年来沙量为９．１亿ｔ，其中汛期来沙８．１亿ｔ，约占全年沙量的９０％，非汛期来沙为１．０亿ｔ，仅占全年沙量的１０％左右。该区域的皇甫川至秃尾河区间，是黄土高原地区侵蚀模数最高的地区，窟野河温家川站汛期最大五天沙量可占全年沙量的７５％以上。从一年的水量和沙量上看，是水少沙多，从汛期的水量和沙量上看，水相对更少，沙相对更多，进一步加剧了水沙的不平衡性。从年际分配上看，黄河水量的变差系数为０．２２～０．２５，最大与最小之比为３．１～３．４，而沙量的变差系数为０．５５，最大与最小沙量之比为４～１０。实测１９３３年的沙量最大为３９．１亿ｔ，而１９３３年的水量是５６１亿ｍ３，却不是长系列中水量最大的一年（１９６４年的水量达８６１亿ｍ３），实测１９８７年的沙量最小为３．３亿ｔ，而１９８７年的水量是２０４亿ｍ３，却与长系列中水量最小的一年比较接近（１９９７年的水量为１４３亿ｍ３）。这说明年际之间水沙分配是不同步的。这种不同步更多地表现在水少沙多，从而也进一步加剧了水沙的不平衡性。四、人工塑造协调的水沙关系——调水调沙
按照黄河下游河道冲淤规律，只要把进入黄河下游河道的不平衡的水沙关系调节为相协调的水沙关系，完全可以使黄河下游河道实现不淤积。那么，如何才能对不平衡的水沙关系进行调节呢？关键的手段就是在下游河道之首建设具有足够库容的控制性水库，２００１年底竣工的黄河小浪底水库具备对不平衡水沙关系进行调节的强大功能。
小浪底水库位于控制进入黄河下游河道水沙的关键部位，该水库控制了黄河径流量的９１％，控制了近１００％的黄河泥沙。水库总库容１２６．５亿ｍ３，长期有效库容５１亿ｍ３。小浪底水库的调水调沙功能是长期可以发挥的。因为，在水库运用的初期，也就是蓄水拦沙期，水库有足够的调水调沙库容。３０年后，拦沙库容淤满，水库转入正常运用期，在５１亿ｍ３的有效库容中，有１０．５亿ｍ３是作为调水调沙库容而设计的。
基于黄河下游河道的冲淤规律，小浪底水库的调水调沙运用一般采用以下两种方式：
一是控制出库含沙量、流量及其历时三要素。
对小浪底水库不同高程泄流设施（如排沙洞、明流洞等）进行组合，对水库出流要素进行控制，人工塑造一种适合于下游河道输沙特性的水沙关系，充分发挥使下游河道不淤积或冲刷条件下单位水体的输沙效能。
二是控制出库泥沙颗粒级配——“拦粗排细”。
既然颗粒直径小于０．０２５ｍｍ的细泥沙一般都能输送入海，将其蓄在水库中则没有任何好处。相反，若通过控制运用，只拦对下游危害严重的颗粒直径大于０．０５ｍｍ的粗泥沙，则水库不仅可以延长拦沙运用时间，而且可以收到明显的减淤效果。
（一）黄河首次调水调沙试验水库运用方式的确定
小浪底水库的运用分为以下几个阶段：第一阶段是起调水位以下死库容蓄水拦沙淤积阶段。第二阶段是逐步抬高汛期运用水位拦沙阶段，即在起调水位以下死库容淤满后，逐步抬高汛期运用水位拦沙运用，坝前淤积面基本以平行抬高的形态逐步淤高至２４５ｍ高程。第三阶段是高滩深槽拦沙运用阶段，即在坝前滩面淤高至２４５ｍ以后，继续将滩面淤高至２５４ｍ，丰水年份冲刷下切河槽并使之降至２３０ｍ高程，使库区形成高滩深槽淤积形态。第四阶段是利用水库５１亿ｍ３长期有效库容中的１０．５亿ｍ３的槽库容进行多年调水调沙运行。
目前，小浪底水库刚投入运用不久，正处于死库容蓄水拦沙运用阶段，该阶段水库蓄水体较大，不易做到“拦粗排细”。因为，“拦粗排细”运用方式的核心是要求水库维持较小的蓄水体，水流进入蓄水体，基本呈明流输沙状态，提高排沙比，达到多拦粗沙少拦细沙的目的。因此，黄河首次调水调沙试验小浪底水库的运用采用控制出库含沙量、流量及其历时方式。
（二）沙量、流量及其历时三要素的确定
１．含沙量
当前正处于死库容蓄水拦沙运用阶段的小浪底水库，为充填起始运用水位以下的死库容，水库运用必然要经过一段相对清水下泄时期，在此期间，水库排沙方式以异重流排沙为主，不同水沙条件的平均排沙比为１０％～２０％，出库含沙量较低。因此，根据黄河下游河道冲淤变化的年平均含沙量临界阈值２０～２５ｋｇ／ｍ３，确定本次试验的出库平均含沙量为小于２０ｋｇ／ｍ３。
２．流量
根据大量的实测统计资料分析，在水流含沙量小于２０ｋｇ／ｍ３的情况下，当花园口断面流量为８００ｍ３／ｓ，黄河下游河道冲刷可发展到高村以上；当花园口断面流量为１７００ｍ３／ｓ时，黄河下游河道冲刷可发展到艾山附近；当花园口断面流量为２６００ｍ３／ｓ时，黄河下游河道可全部冲刷，此即黄河下游河道冲淤变化的临界流量；当花园口断面流量为３７００ｍ３／ｓ时，黄河下游河道冲刷效率最高。
本次试验确定控制花园口断面流量２６００ｍ３／ｓ（相应控制艾山断面２３００ｍ３／ｓ，利津断面２０００ｍ３／ｓ）。
理由如下：
（１）本次试验属首次调水调沙试验，试验的目的之一就是寻找黄河下游河道冲淤变化的临界流量，而大量的实测统计资料认为，２６００ｍ３／ｓ即为下游河道冲淤变化的临界流量。
（２）１９８６年以来，汛期进入黄河下游河道的主体流量小于３０００ｍ３／ｓ，下游河道，特别是主河槽淤积严重，局部河段（如高村以上）平滩流量已降至３０００ｍ３／ｓ左右。
（３）近一个时期，河道整治工程多是为了适应小水上提河势而续建的，黄河下游游荡性河道的河势尚未得到有效控制。物理模型试验结果表明，当控制花园口断面流量３７００ｍ３／ｓ时，下游部分河段的河势发生了明显变化。同时，考虑到下游河道局部河段的整治工程，因其未受长时期中等以上洪水考验，根石可能会有走失现象，并由此造成重大险情，对防洪带来不利影响。
３．历时
从花园口断面至黄河入海口，每个断面都有一个冲淤变化的临界流量，若泄流历时太短，则会因下游河道的槽蓄作用而使行进流量衰减太快，以致于无法满足下一个河段的冲刷流量要求。
本次试验前的理论分析，在含沙量２０ｋｇ／ｍ３、泄放流量２６００ｍ３／ｓ时，从小浪底水库至黄河入海口的临界时间是６ｄ。
试验开始时确定的泄放２６００ｍ３／ｓ流量的历时为不少于１０天。
理由如下：
（１）理论上提出的６ｄ历时，是在水流不漫滩的情况下计算出来的。由于近些年来黄河下游河道一直未有遇到过大洪水，长期的小流量下泄致使部分河段的主河槽淤积严重，局部河段的平滩流量已降至３０００ｍ３／ｓ以下，下泄２６００ｍ３／ｓ很有可能在局部河段出槽漫滩，若出现这样的情况，６ｄ的临界历时就很难保证把人造洪峰携带的泥沙送至大海，部分河段还将发生严重淤积。
（２）试验开始时的小浪底水库蓄水位为２３６．４２ｍ，而汛限水位为２２５ｍ，水库蓄水位超出汛限水位１１．４２ｍ，超蓄水量１４．６亿ｍ３，且预报小浪底入库流量为１０３０ｍ３／ｓ。若按下泄２６００ｍ３／ｓ历时６ｄ考虑，试验结束时，小浪底水库蓄水位仍将超过汛限水位。若按历时１０ｄ考虑，试验结束时，小浪底水库水位为２２５．５２ｍ。试验采用历时不少于１０ｄ，即可以在试验结束时，小浪底水库水位降至汛限水位２２５ｍ以下。
（３）通过对１９６０年９月～１９９６年６月黄河下游发生的含沙量小于２０ｋｇ／ｍ３的１１０场洪水统计，历时共９３７ｄ，平均每场洪水９．４ｄ。其中，流量大于２５００ｍ３／ｓ的洪水共发生了３５场，历时３４２ｄ，全下游河道发生冲刷２１．５８亿ｔ，平均每场洪水冲刷０．６２亿ｔ。平均每场洪水的时间约为１０ｄ。
（三）小浪底水库库区及下游河道测验断面的布设
在小浪底水库库区共布设１９７个测验断面，其中布设淤积测验断面１７４个，库区水沙因子断面２个，坝前漏斗测验断面２１个。在小浪底坝下至黄河入海口共布设２９７个测验断面，其中，下游河道布设淤积测验断面１１６个，滨海区地形测验断面８１个。
（四）试验过程及结果
试验从２００２年７月４日９时开始，小浪底水库蓄水位２３６．４２ｍ，蓄水量４３．５亿ｍ３。７月１５日９时，小浪底水库放水结束，水位降至２２３．８４ｍ。试验下泄总水量２６．１亿ｍ３（其中水库补水１５．９亿ｍ３，汛限水位以上补水１４．６亿ｍ３）。试验过程中，小浪底水库入库沙量１．８３１亿ｔ，出库沙量０．３１９亿ｔ，水库淤积１．５１２亿ｔ，排沙比１７．４％，控制在设计排沙比１０％～２０％以内。
１．试验参数控制
花园口断面平均含沙量为１３．３ｋｇ／ｍ３，设计值为小于２０ｋｇ／ｍ３；
花园口断面平均流量为２６４９ｍ３／ｓ，设计值为２６００ｍ３／ｓ；
小浪底水库泄流历时１１ｄ，设计值为不少于１０ｄ。
２．测验情况
（１）小浪底水库库区
河床采样１５７次；
实测坝前漏斗３次，累计长度９０ｋｍ；
实测一次完整的异重流过程，累计测量断面长度１２７ｋｍ。
（２）下游河道
流量测验３１０次；
水位测验１１２９０次；
报汛２８５０次；
输沙率测验１１５次；
单沙１０９５次；
留取颗分沙样４７００个；
过水断面测验３８３个；
河床质采样２０００个。
（３）测验数据
本次试验，共取得测验数据５２０万组。
３．试验结果
（１）黄河下游河道共冲刷０．３６２亿ｔ
以河段分，艾山以上冲刷０．１３７亿ｔ。其中，夹河滩以上冲刷０．２０２亿ｔ，夹河滩－孙口河段淤积０．０８２亿ｔ，孙口－艾山河段冲刷０．０１７亿ｔ。艾山以下冲刷０．２２５亿ｔ。以滩槽分，滩区（仅在白鹤－花园口，夹河滩－孙口河段）淤积０．２００亿ｔ，河槽（全下游河段）冲刷０．５６２亿ｔ。
（２）主河槽冲刷平均深度
夹河滩以上０．１６～０．１８ｍ，夹河滩－孙口０．２４～０．２６ｍ，孙口－艾山０．０７ｍ，艾山以下０．１２～０．１６ｍ。
（３）主河槽增加过流能力
夹河滩以上２４０～３００ｍ３／ｓ，夹河滩－孙口３００～５００ｍ３／ｓ，孙口－艾山９０ｍ３／ｓ，艾山－利津８０～９０ｍ３／ｓ，利津以下２００ｍ３／ｓ。
（４）对河道整治工程的适应性检验
白鹤－京广铁桥河段，河势总体上向好的方向发展；京广铁桥－东坝头河段，明显地暴露出由于河道整治工程不配套，河势变化虽然较小，但流路很不规顺，长期以来小水形成的不利河势没有改变；东坝头以下河段，河势比较规顺，流路比较稳定。
（５）对各河段河槽平滩流量的检验
近几年，由于来水严重偏枯，小浪底水库只下泄满足下游工农业用水要求的小流量过程，致使下游河道的主河槽淤积萎缩，平滩流量大幅度减小。但具体到某一河段的主槽平滩流量到底是多少，却不好估计出来。本次试验用花园口断面平均流量２６００ｍ３／ｓ下泄１１ｄ，在夹河滩－孙口河段表现出明显的高水位（如苏泗庄断面的水位甚至超过了“９６?８”洪水６８１０ｍ３／ｓ的水位０．２８ｍ），并出现漫滩情况，实际检验高村上下河段二级悬河形势加剧，平滩流量已降至２０００ｍ３／ｓ左右。
（６）对洪水演进时间的检验
本次试验，自小浪底水库下泄最大流量３４８０ｍ３／ｓ（７月４日１０：５４）至黄河入海口出现最大流量２４５０ｍ３／ｓ（７月１９日１０：００），历时１５ｄ，较一般情况下洪峰演进历时加长了约１倍。特别是夹河滩－高村河段，一般情况下，该河段１８００ｍ３／ｓ流量演进时间为３０ｈ，而本次试验中２５００ｍ３／ｓ流量的演进时间却长达８２ｈ。高村－孙口河段，一般情况下，１７００ｍ３／ｓ流量的演进时间为３１ｈ，而本次试验中２３００ｍ３／ｓ流量的演进时间却长达１１８ｈ。究其原因，一方面是洪水漫滩，另一方面说明长时间小流量下泄后，嫩滩已被垦殖，由此增大了河道糙率。
（７）对数学模型和实体模型参数进行率定
目前已投入运行的数学模型和实体模型均是在过去统计资料的基础上建设起来的，通过本次试验中对数学模型和实体模型的同步操作，发现模拟的结果与原型试验有许多不相符的方面，说明完全有必要而且也有条件利用本次原型试验所取得的宝贵资料对数学模型和实体模型的参数进行率定，以便进一步提高模型对原型的模拟精度。
总之，黄河首次调水调沙试验达到了预期的目的。本次试验所取得的结果不仅仅反映在黄河下游河道０．３６２亿ｔ的冲刷量上，更为重要的是，通过本次试验，积累了对黄河测验的海量数据（５２０万组），加深了我们对黄河河床演变及水沙规律的认识，为今后建立更加符合原型黄河实际的数学模型和实体模型提供了极其重要的物理参数。同时，也让我们进一步认识到黄河治理的复杂性和艰巨性。
试验证明，利用水库调水调沙，将不协调的水沙关系调节为相协调的水沙关系，是有利于输沙入海、减轻下游河道淤积甚至冲刷下游河道的有效途径之一。今后，还应该积极创造条件，继续进行调水调沙试验。当然，试验的参数、小浪底水库的运用方式等试验条件，都将会有所变化。三、黄河下游河道冲淤规律
据测验分析，黄河下游河道在长时间内总体上呈淤积状态，但并非单项淤积，而是有些年份冲刷，有些年份淤积。究其原因，黄河下游河道的冲淤变化与来水来沙条件密切相关。
凡是水多沙少的年份，黄河下游河道淤积不大或发生冲刷，如１９５２年，进入下游河道的水量为３９６亿ｍ３，沙量为８．２亿ｔ，平均含沙量为２０．６ｋｇ／ｍ３，下游河道仅淤积０．３５亿ｔ。１９５５年，水量为５８１亿ｍ３，沙量为１４．１亿ｔ，平均含沙量为２４．１ｋｇ／ｍ３，下游河道冲刷１．０亿ｔ。１９６１年，水量为５５４亿ｍ３，沙量仅有１．９亿ｔ，平均含沙量为３．４ｋｇ／ｍ３，下游河道冲刷８．１亿ｔ。相反，凡是水少沙多的年份，黄河下游河道则发生严重淤积。如１９６９年，水量为３１０亿ｍ３，沙量为１４．０亿ｔ，平均含沙量为４５．１ｋｇ／ｍ３，下游河道淤积７．０亿ｔ。１９７０年，水量为３５５亿ｍ３，沙量为２０．９亿ｔ，平均含沙量为５８．９ｋｇ／ｍ３，下游河道淤积８．２亿ｔ。１９７７年，水量仅为３０１亿ｍ３，而沙量却高达２０．７亿ｔ，平均含沙量为６８．８ｋｇ／ｍ３，下游河道淤积９．６亿ｔ。
由于降雨雨区的地域分布不同，自然情况下进入黄河下游河道的水沙条件中可以有不同的组合。当以河口镇以上来水为主，或以三门峡以下伊洛河、沁河来水为主，及其两者组合来水为主的年份，下游河道很少淤积，甚至主槽还发生冲刷。统计１９６０～１９９０年的洪水资料，此间发生在上述两个区域的洪水共７６场（占全部洪水的３８．３％），平均流量超过２０００ｍ３／ｓ，平均含沙量为２１．８ｋｇ／ｍ３，下游河道冲刷了１５．９０亿ｔ。若以河口镇至龙门区间来水为主，或以龙门至潼关区间来水为主，及其两者的组合来水为主的年份，下游河道要发生较为严重甚至极为严重的淤积。在１９６０～１９９０年间，发生在河口镇至龙门区间的洪水有１４场（占全部洪水的７．１％），平均流量为１７７５ｍ３／ｓ，平均含沙量为１７４ｋｇ／ｍ３，下游河道淤积２７．９５亿ｔ。此间，发生在龙门至潼关区间的洪水有１０８场（占全部洪水的５４．５％），平均流量为２２００ｍ３／ｓ，平均含沙量为６３．５ｋｇ／ｍ３，下游河道淤积４７．８３亿ｔ。
根据１９５０～１９６０年和１９６９～１９８５年自然状态下的１４５场洪水资料分析，发现，当其他因素不变时，减少河口镇至龙门区间１亿ｔ泥沙，下游河道可减少淤积０．５１亿ｔ；减少龙门至潼关区间１亿ｔ泥沙，下游河道可减少淤积０．３９亿ｔ。河口镇以上每增加１００亿ｍ３水量，下游河道可减少淤积０．８２亿ｔ；三门峡以下伊洛河、沁河每增加１００亿ｍ３水量，下游河道可减少淤积１．６０亿ｔ。
从以上统计资料中可以看出，进入黄河下游河道水流的年平均含沙量与每亿立方米水量的河道淤积量有着十分密切的关系。平均含沙量小，则每亿立方米水量的河道淤积量小，甚至发生冲刷；平均含沙量愈大，则每亿立方米水量的河道淤积量也愈大。通过对长系列年平均含沙量与每亿立方米水量的河道淤积量之间的相关关系分析，发现，当年平均含沙量高于２０～２５ｋｇ／ｍ３时，河道呈淤积状态；而当年平均含沙量小于２０～２５ｋｇ／ｍ３时，河道呈冲刷状态。据此，可以得出下游河道冲淤变化的年平均含沙量临界阈值为２０～２５ｋｇ／ｍ３。它可以作为判别下游河道冲淤的简单标准。比如，进入黄河下游水流的年平均含沙量为３５ｋｇ／ｍ３，大于２０～２５ｋｇ／ｍ３的临界阈值，那么，黄河下游河道肯定是淤积的。
年平均含沙量的临界阈值，适应于大尺度冲淤变化的粗略判断。对于具体的场次洪水，除了含沙量外，还应涉及到流量及其持续时间。通过对１９６０年以来实际发生的３９７场进入黄河下游河道的洪水因子与河道冲淤变化的效果分析，得出以下规律：
（１）当含沙量小于２０ｋｇ／ｍ３，流量２６００ｍ３／ｓ，历时６ｄ（用水量１３．５亿ｍ３）时，下游河道不淤积。
（２）当含沙量为２０～４０ｋｇ／ｍ３，流量２９００ｋｇ／ｍ３，历时１０ｄ（用水量２５亿ｍ３）时，下游河道不淤积。
（３）当含沙量为４０～６０ｋｇ／ｍ３，流量４０００ｍ３／ｓ，历时１１ｄ（用水量３８亿ｍ３）时，下游河道不淤积。
（４）当含沙量为６０～８０ｋｇ／ｍ３，且高村以上河段不漫滩，流量４４００ｍ３／ｓ，历时１２ｄ（用水量４６亿ｍ３）时，下游河道不淤积。
（５）当含沙量为８０～１５０ｋｇ／ｍ３，若高村以上不漫滩，流量５６００ｍ３／ｓ，历时１２ｄ（用水量５８亿ｍ３），下游河道不淤积；若高村以上河段漫滩，流量７０００ｍ３／ｓ，历时１１ｄ（用水量６７亿ｍ３），下游河道不淤积。
（６）当含沙量大于１５０ｋｇ／ｍ３或高含沙洪水，一般情况下下游河道均发生严重淤积，下游河道呈现“多来、多排、多淤”特点，来水流量越大、沙量越多，下游河道淤积就越多，找不出河道不淤积的临界流量和水量。
黄河下游河道的淤积物主要由三部分组成，第一部分为颗粒直径大于０．０５ｍｍ的粗沙（由于大于０．０５ｍｍ的泥沙是黄河下游淤积的主要成分，为了强调它的意义，人们已经习惯地称之为粗沙，这和岩土颗粒分类中所说的０．５ｍｍ的粗沙概念完全不一样），第二部分为颗粒直径大于０．０２５ｍｍ、小于０．０５ｍｍ的中沙，第三部分为颗粒直径小于０．０２５ｍｍ的细沙。据统计，１９６０年９月～１９９６年６月，进入黄河下游河道的泥沙为３８５．５６亿ｔ，其中粗沙８９．０７亿ｔ，中沙９５．３６亿ｔ，细沙２０１．１３亿ｔ。黄河下游河道共淤积３６．２２亿ｔ，其中粗沙２９．３５亿ｔ，中沙９．３１亿ｔ，细沙冲刷２．３４亿ｔ。粗沙淤积量占全部淤积量的８１％，由此可见，粗沙是下游河道淤积的主体。因此，从更有效地减少下游河道淤积角度出发，既要考虑减少进入下游河道的泥沙数量，同时也要考虑尽量减少进入下游河道颗粒直径大于０．０５ｍｍ粗泥沙的数量。