一、黄河不同时期水沙空间分布特点与存在问题

    分析黄河不同时期水沙空间分布特点与存在问题是研究黄河泥沙空间优化配置的基础，通过对黄河各区域水沙分布的统计和分析，可以得到不同时期进入黄河干流年平均水沙总量及其空间分布状况。1950～1959年黄河为丰水丰沙系列，黄河泥沙空间分布总体上较好，但黄河洪水灾害严重，同时黄河口入海年平均沙量偏多，黄河口迅速延伸，对下游河道淤积产生反馈影响。

    1960～1972年黄河为丰水丰沙系列，黄河下游主河槽淤积，滩区冲刷，下游开始出现“二级悬河”的不利局面。

    1973～1985年黄河为丰水少沙系列，随着水土保持措施的加强，引水引沙作用明显，黄河口延伸较快。相对而言，1973～1985年黄河的泥沙空间分布是较有利的。

    1986～1998年黄河为少水多沙系列，黄河主河槽淤积萎缩、“二级悬河”加剧，黄河泥沙空间分布趋于不合理。

    1999～2005年黄河为枯水少沙系列，在目前水沙条件下其泥沙分布也是相对有利的。

    以上五个时期黄河的水沙空间分布分析表明，黄河泥沙空间分布存在的主要问题包括：河道输沙能力降低、主河槽泥沙淤积比例增大、滩区淤积比例减小、入海沙量减少和泥沙灾害凸现等。

    二、黄河泥沙优化配置原理与模型

    建立黄河泥沙空间优化配置的原理和数学模型，可以为黄河泥沙空间优化配置技术与模式研究提供理论基础和技术支持。

    黄河泥沙空间优化配置的原理是以改善河道输水输沙能力和维持河道稳定为基础的泥沙多目标优化配置，河道水沙运动、河床演变和泥沙多目标优化配置是理论核心。考虑黄河干流泥沙的自然输移特性和人类影响方式，按黄河干流泥沙空间配置的最终空间归属地划分，入黄泥沙空间配置方式主要包括：水库拦沙、引水引沙、人工（机械）放淤、河槽冲淤、洪水淤滩、河口造陆和深海输沙等7种配置方式。黄河泥沙空间配置单元的划分原则是按照泥沙自上游至河口的空间归属地进行划分，确定了由黄河干流河道和水库等组成的10个配置单元，配置单元的分界点基本是黄河干流的重要水文站。

    黄河泥沙空间优化配置数学模型由泥沙多目标优化配置模型和河道水沙动力学模型两个子模型组成。黄河河道水沙动力学模型计算河道滩槽冲淤量和河槽平滩流量等，黄河泥沙多目标优化配置数学模型由综合目标函数和配置约束条件构成，结合黄河泥沙空间优化配置层次重要排序专家调查，采用层次分析数学方法，构造黄河泥沙空间优化配置的综合目标函数。根据黄河来水来沙条件、水库拦沙能力、河道河槽滩区冲淤量、引水引沙能力、人工（机械）放淤能力和河口容沙能力等确定配置约束条件，计算黄河泥沙空间优化配置的各种方案。

    三、黄河干流各单元泥沙配置潜力与能力

    泥沙配置潜力是指各单元在采取某种泥沙配置措施后可以安置泥沙的总量或潜在的最大处理沙量；泥沙配置能力是指各单元在一定水沙条件下可以实现的配置沙量。黄河干流各单元泥沙配置的潜力与能力包括干流河道输水输沙潜力与能力、干支流水库拦沙潜力与能力、滩区放淤潜力与能力、泥沙综合利用潜力与能力、黄河口容沙潜力与能力。
　
    四、黄河泥沙优化配置方案与评价

    在对泥沙配置技术和模式研究的基础上，分析未来不同时期入黄泥沙配置的不同侧重点，提出了黄河泥沙空间优化配置的6个基本方案，并根据丰、平、枯3种水沙系列共设置了19个泥沙优化配置计算方案。

    黄河泥沙配置评价指标提出了黄河泥沙配置方案评价的技术子目标和经济子目标两个评价准则及具体评价指标的筛选原则，确定了黄河泥沙优化配置的6个评价指标。评价指标包括技术评价指标和经济评价指标，其中技术评价指标为河槽平滩流量、“二级悬河”高差和黄河排沙比，经济评价指标为水库拦沙投入、人工（机械）放淤投入和引水引沙投入。提出了各个评价指标相对值的量化方法，这些评价指标直接反映了黄河泥沙优化配置要解决的主要问题。