泥沙问题是黄河下游历代河患的症结。1950年，黄河水利委员会设立泥沙研究所，开展黄河泥沙研究。在以后的几十年中，该所紧密结合三门峡水库工程的兴建和运用而引起的水库淤积、下游河道的冲淤特性、河床演变及整治等问题进行系统的分析研究。随着下游引黄灌溉事业的发展，渠道泥沙淤积问题相当突出，对浑水渠道的设计方法，防止渠道淤积，利用泥沙资源，也做了大量的观测研究。
一、河床演变研究
黄河下游河道的泥沙不能全部入海，使河床不断淤高，河南省河槽宽浅散乱，主流摆动频繁，河势游荡不定。50年代初，即对黄河下游河道泥沙运行规律和河床演变进行系统观测研究，随着治黄事业的发展，已列入国家的重点科学研究项目。特别是在三门峡水利枢纽修建前后，聘请苏联专家指导并与苏联建立科学技术合作关系。在国内组织各部门共同协作，紧密结合生产实践，综合运用各种方法，对下游河床演变的规律有了较系统全面的认识。工作的发展分为四个阶段：
第一阶段从1950～1954年。治黄工作的指导思想是“以下游防洪为中心，大力准备治本”。为配合流域规划的需要，1950年在水利部苏联专家布可夫指导下，以研究黄河泥沙运行规律为目的，在8个主要水文站开始进行精密泥沙测验，其中在河南省有陕州、孟津、秦厂、高村（现属山东）4个站。经过几年时间，先后完成黄河泥沙的数量与来源的分析、黄河泥沙的一些特性与河道冲淤测验分析、河滩淤积泥沙么重试验等专题报告。
第二阶段从1955～1960年，为三门峡水利枢纽从施工准备到完工蓄水的建设时期。下游研究的重点是三门峡水库建成蓄水拦沙后河床演变的趋势和整治的方向措施。
1955年第一届全国人民代表大会第二次会议通过《关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划的决议》，决定修建三门峡水利枢纽。黄委会根据《黄河综合利用规划技术经济报告》中提出的要求，开展了泥沙试验研究工作。1956年，邀请国内有关专家查勘下游河道，选定3个重点测验河段，其中包括游荡性的郑州花园口典型河段。为测验研究三门峡水库建成前后河床演变的规律，寻求整治方法，组织了花园口河床测验队，于1957年6月开始系统观测。从1956～1958年上半年对黄河水流挟沙能力、黄河下游河道的糙率、不冲流速、河床演变、河道形态等均获得初步结果，写出专门报告。19589～1960年，在花园口进行黄河下游河床变形及整治野外大模型试验，研究三门峡建成下泄清水后河床变形及整治措施问题。当时，北京水利水电科学研究院河渠所与黄委会水科所协作组成黄河下游研究组，除系统分析过去的河道泥沙资料外，又沿河广泛向群众调查，参阅考证有关历史文献，进行河床演变模型试验及河道纵向变形计算。对未来由三门峡水库下泄清水引起河床粗化、冲刷下切、河势平面变化、平衡比降、断面调整等影响以后整治措施做了分析研究。研究成果汇编成《黄河下游河床演变及河道整治的研究》，后经钱宁、周文浩编写成《黄河下游河床演变》一书出版。
第三阶段是在三门峡水库建成后。针对运用中出现的问题，为工程改建并探求合理的运用方式而开展了各项研究工作。1960.9～1962.3，水库按原设计蓄水拦沙运用。此间，库区淤积非常严重，库容迅速减少。同时，水库淤积末端迅速上延，在渭黄汇流区形成拦门沙，渭、洛河下游河床淤积抬高，严重威胁关中平原的工农业生产和回水变动区10多万人的防洪安全。为确保西安和下游防洪安全，采取降低水库水位，改为滞洪排沙，增建泄流排沙设施。黄河下游研究组对此持续不断地进行实测资料分析和前景预报，及时对治黄方向提供了科学论证。
第四阶段是在1973年汛后三门峡水库改为“蓄清排浑” 控制运用以后。从分析实测资料、研究河床演变规律表明：非汛期水库承担防凌、春灌蓄水任务，抬高水位到310米发电时，水库下泄清水大于2400立方米／秒，全下游发生冲刷；小于1000立方米／秒，冲刷只发展到花园口。汛期水库承担防洪任务，滞洪削峰，水位控制300～305米发电，水库排泄非汛期淤在库内的泥沙。运用结果：下泄水大沙少时可使下游淤滩刷槽较为有利，而在汛初水小排出大量淤沙或汛期中一般不漫滩洪水时则使下游主槽淤积。1974～1980年统计，下游河道年平均淤积量只有2.6亿吨，较建库前减少1／3左右。沿程冲淤分布是：花园口以上由淤变冲；花园口至夹河滩淤积比重减少；夹河滩以下淤积比重增加；夹河滩以上非汛期主槽冲刷，使河道外形由宽浅向窄深发展，有利于汛期输沙。中共十一届三中全会以后，下游泥沙问题的研究着重于三门峡水库调水调沙运用如何对下游有利。同时配合制订治黄规划对各种治黄措施影响下游冲淤的问题进行探讨：控制粗泥沙来源区的泥沙；两岸及滩地放淤，如花园口以上河段的温孟滩，以下的原阳、封丘、东明及台前等处；干流龙门、桃花峪、小浪底水库拦沙减淤效果比较；三门峡、小浪底水库的联合运用调水调沙减轻河道淤积问题；黄河中下游南水北调引长江水冲刷下游河道的效果；高含沙洪水在高村以上强烈淤积，水位骤增的问题。
二、三门峡水库泥沙研究
三门峡水利枢纽工程于1954年底委托苏联电站部水电设计院列宁格勒分院设计，中国主要提供水文泥沙等资料。在苏联做过坝工模型试验和水库泥沙冲淤计算。北京水利科学研究院河渠所在室内进行异重流排沙的试验研究，并与永定河、官厅水库实验站协作，在官厅水库进行异重流的观测，通过室内试验及官厅水库的实测资料分析，提出异重流运动的规律和计算方法。
1958年秋遵照周恩来总理和水利电力部的指示，由黄河水利委员会主持，抽调人员在陕西武功组成三门峡水库野外试验场，由西北水利科学研究所具体领导，着重试验研究三门峡水库1961～1980年运用期内的泥沙淤积过程及回水影响西安、咸阳的可能性，遭遇200年一遇洪水时渭河的回水曲线和防护大堤高程的校核，及利用异重流排沙出库的作用等问题。该模型试验后列为中苏技术协作项目。1960年完成试验研究工作，研究报告结论为：有效库容的减少极为迅速。
1962年汛期，经国务院批准，在上游水土保持显著见效之前，水库运用方式由蓄水拦沙改为滞洪排沙，只保留防御大洪水的任务，暂不考虑发电和灌溉调节。同年8月和次年7月在北京两次召开三门峡水利枢纽问题的技术讨论会，讨论三门峡水库的近期任务和运用方式，要不要增建泄流排沙设施及低水头发电等问题。会议对三门峡水库泥沙问题进行详细的分析研究，提出各种改善三门峡水库的意见，最后决定采用扩大泄流排沙措施，并对枢纽改建工程和水库运用方式进行大量的试验研究。
1970年由黄河水利委员会主持，有关单位参加，对三门峡水库泥沙问题进行全面总结。总结报告认为三门峡水库的改建是必要的、成功的，蓄清排浑的运用是符合客观实际需要的运用方式。
三门峡水库运用以后，处于回水变动区的渭河下游河段淤积延伸，浸没范围扩大，严重影响工农业生产，威胁西安市的安全。经长期观测研究，对水库淤积有了一定认识，水库的调沙运用使库区末端淤积上延得到控制。
三门峡水库汛期经常出现的高含沙浑水在对河道及库区的冲淤变化、河床演变方面，都有特殊的现象和规律，已引起许多科研单位和生产管理单位对这些问题进行研究。
三、引黄灌溉泥沙研究
1950年规划设计人民胜利渠，1952年4月建成通水，1953年开始对人民胜利渠进行渠系、沉沙池的泥沙测验及实验研究工作，并在苏联专家的指导下，将不规则的塘坑式沉沙池改为条渠式沉沙池，以分期轮淤，延长沉沙池使用寿命，使细沙带入田间发挥自然肥源作用。在总结防沙引淤的基础上，将粒径004毫米的泥沙作为分界，推求出大于或小于这种粒径的水流挟沙能力关系，以满足泥沙送往田间及沉沙池的分级处理。沉沙池较粗泥沙的处理，采用冲洗式、机械清淤式或扬水沉沙式改良盐碱地和淤临淤背，巩固大堤。1956年分析鉴定大量观测资料，得出人民胜利渠渠系挟沙能力公式和不淤流速公式。公式虽然不够完善，但使渠道设计不再单纯采用国外灌渠常用公式。1982年，就水温对挟沙能力的影响进行了研究；对浑水糙率对流速的影响，在设计计算中规定了不同数值。
在渠首防沙方面，1954年在苏联专家的建议下，引进波达波夫导流装置，经室内试验，于1956年在人民胜利渠渠首安装，效果良好。后因黄河大溜南移，引水渠前出滩，导流装置不起作用。以后对河南无坝引水渠首防沙问题进行调查研究，结果表明：为减少泥沙入渠，在渠首布置上要注意选择合适的引水口位置，使之常年靠溜；尽量在弯道凹岸，利用弯道水流特性，引水角40°左右较好；在渠首闸的管理运用上，要注意利用黄河水量和沙量分布不均匀的特点，在汛期或沙峰到来时尽量不引或少引水；对已有的引水口要注意改善引水形式；凸岸引水口也要适当进行渠道、河段的局部整治，固定引水口位置。近几年来在利用机船拖淤，网帘防淤等方面都取得了良好的研究效果。
四、抗泥沙磨蚀研究
为解决黄河造成水利机械和过流部件严重磨损的问题，1970年，开展以喷涂环氧金钢砂涂层为主的现场与室内水利机械抗磨涂层试验，1973年9月在三门峡4号机叶片上进行环氧金钢砂涂层抗磨试验，到1977年4月累计运行22976小时，过机沙量约7500万吨，叶片正面涂层仍保留95％，叶片背面涂层保留约70％左右。未涂环氧金钢砂涂层的3号机叶片，仅运行8935小时，叶片背面堆焊和补焊的不绣钢剥落70～85％，母材也遭到严重损失，一般深度为5毫米，最深的为30毫米。该配方于1973年12月至翌年10月在郑州市邙山提灌站试验，涂了13台泵壳和4个泵轮，运行2974小时，除泵壳表层被磨掉外，砂浆层无明显磨损，泵轮根部受气蚀作用在上部脱落，其它涂层仍保持原状。未涂的泵运行3000小时，泵轮直径即减少5厘米，泵轮边缘全部呈刀刃和锯齿状，高压室呈直径1厘米、深0.5厘米的鱼鳞坑，泵壳磨掉0.6厘米。在林县电厂、安阳煤矿均取得良好效果。由于抗磨效果显著，1980年获得国家科学技术委员会三等发明奖。