黄河是多沙河流，其多年平均含沙量高达33kg/m3，为世界之最。下游自小浪底水库至河口，河床纵坡从2‰ 变至0.7‰ ，在长达800km的河段上只有约120m高差，平均坡度约为1.5‰ 。由于河面宽阔，河流属游荡性河流，致使水流纵坡减小，流速常低于1m/s。据有关资料报道，其挟沙力约为25kg/m3。挟沙力远低于平均含沙量，形成总体淤积的特性。
河流纵坡逐渐降低，使挟沙力随着减小，沿程淤积逐步加剧，形成河口淤塞，这又返过来进一步降低水流坡度，减小流速与挟沙力，加剧沉降。如此，淤积→床面提高，纵坡减小，流速降低，淤积加重又……恶性循环，……最后可以导致断流，尤其在流量偏小的情况下。
黄河下游为典型游荡性河流，河面宽阔，水深过小，加上纵坡小，流速自然偏小。水深与流速均偏小导致挟沙力降低，这就必然引起床面的淤积。
水沙年内的不均匀分配更加剧了河床的淤积。黄河及其支流的季节性十分明显，这是中国北方的气候特性造成的。水量与沙量有某种相关性，但两者又决非同步变化。泥沙侵蚀往往滞后于径流的形成。这就形成了异常的高含沙水流。
地域的特性差异，对水流挟沙量也有明显的影响，个别地区的侵蚀模数甚至比全流域平均值高十几倍。
纵上所述，黄河的关键问题是河宽坡缓，沙多水少只淤不冲，河床抬高，河口封堵，严重威协到河流行洪。黄河问题既然源于泥沙问题，而千百年来泥沙问题又一直困绕着人们，难道黄河永远是黄澄澄的，不可能变清吗？多少专家致力于黄河的治理，为何找不到一个良策呢？这是因为，我们习惯于站在自然界的立场来看问题并思考问题。试想“人往高处走，水往低处流”这句名言早已被现代的科技所改变，今日我们已习惯于利用水泵与管道让水从低处往高处流。因为人们已采用了新的输送方式，从而改变了水流的方向。轮船可以脱离水面，火车可以离开铁轨……。那么，为什么河流挟带泥沙这一千古不变的方式就不能来一个改变呢？
水流可以挟带泥沙，这是司空见惯的自然现象。以往泥沙研究工作多偏重于描述这一现象，而很少探究这一现象中存在的问题，更没有去创造新的方式。就像一个世纪前人们只知道道路上、水路上可以跑车、驶船，而不知道空气能浮托住飞机，即插上翅膀的特殊车子可以飞离地面。一系列现代科技成果启示我们，只有站在新的高度上去审视水流挟沙这一古老的自然现象，提出疑问，寻求答案，并找出解决问题的新途径才是唯一正确出路。
多年的潜心研究已发现，自然界存在的水流挟沙现象是一种低效的输沙方式。其原因至少有四：首先，挟沙力依靠水流紊动，而后者又依赖主流速，流速高、紊动剧烈挟沙力大；反则反之。这与一般运输工具“轻载快跑，重载而慢行”的规律相悖。其次，研究结果表明，紊动流速在数量上至少比主流速低两个数量级；再次，紊动是无序运动，无固定方向，对上浮运动仅提供十分有限的功能，而向下运动更是作负功；最后，紊动扩散作用必须以不均匀分布为前提，一旦分布变为均匀，紊动扩散作用即停止。这些就是天然二维水流依靠紊动悬浮泥沙现象中存在的问题。
欲解决这些弊端，必寻求一种流场，它要独立于输移方向的主流场，且要与其保持在同一数量级，同时它应是一种有序运动，即不作虚功更不作负功，最后要求其作用独立于浓度分布状态，即不论何种分布，该流场均保持有效。只有旋流场才符合上述要求。
在圆管中依靠连续布置的导流片完全可以实现上述旋流场。这种旋流场与纵向运移管流场合成螺旋流场。我们姑且称之为强制螺旋流。
利用圆管内的强制螺旋流输送一定粒径范围内的泥沙可以获得意想不到的高效率。这是因为它依靠了一种新的机制。从表面上看，装上了导流片，使直流变成了螺旋流，阻力加大了。但是，由于“旋流场”产生了“旋浮”作用，其上举力比直流提高100～200倍，其“旋浮”量增大10～20倍，使它在总体输移效果上提高了5～10倍。阻力增大完全可以从主流速降低得到补偿，而强大的“旋浮”作用却始终起着决定性的作用。这一特性已由理论分析与实验得到充分的证明。
要想把河道输沙改为强制螺旋流输沙，首要的问题是形成高浓度两相流，并从清水中分离。小浪底水库的建成与应用为此提供了前提条件。它可以尽量多贮存当年的洪水利用泥沙沉降作用，使水流清浑分路。清水可以由溢流系统走，浑水可由专设系统（水库旋流排淤设备，已申请发明专利）由水库排向下游强制螺旋管流系统。上述清浑系统还可以回到河道中以上下两层结合的方式向下游出口输送以提供下游两岸供水需要，且起到清浑互补作用。
沿黄河堤两内侧河床面以下各设置一条直径6～7m的强制螺旋流管。该管为低压有压管（顶部承压2～5m），管子顶上设明渠，渠管适当相通（气、沙），使管道保持低压特性。在水库内设置多套排淤设备与下游管渠系统相连接。管子可延伸至近海较深处，使泥沙直接输入海中沉积。
该治理方案有如下技术特征：
①在地域上，将泥沙集中传送；
②在时间上，将泥沙分散至365天输移；
③在浓度方面，比多年平均值提高好几倍，节约输送水量；
④水库充分起调水调沙作用；
⑤环境美化，表面输清水，下部走浑水；
⑥常年不断流，可经常供水；
⑦河堤安全运行；
⑧水质有保证，不会受污染；
⑨河床不淤积抬高河流可永葆青春。
该方案投资根据国外类似工程投资估算大约需1000亿人民币。
黄河改造工程一旦实现，她将旧貌换新颜，以新的宏伟壮观的面貌展现在世人面前，继续激励炎黄子孙；她的清清乳汁，将永远哺育中华儿女。
最后我愿用一首诗作为本文的结尾：
昔日黄河向东游， 水少沙多常断流。
泥沙床面层层积， 黄河儿女多怨忧。
今日幸遇螺旋流， 冲沙输沙任自由。
黄水变清终有日， 黄河儿女乐悠悠。
（作者简介：彭龙生，男，1939年7月出生，浙江临海人，毕业于清华大学水力学研究生与荷兰达尔夫特国际水利与环境工程学院研究生班。太原理工大学水利系教授，旋流泥沙研究室主任，山西省力学学会常务理事兼流体力学专委会副主任委员，历任太原理工大学学报常务副主编，执行主编，学位分委员会主席等职）
