按照“模型黃河”體系中各個構成部分，其主要研究對象如下：
　　黃土高原溝道壩系模型：主要開展小流域動態(tài)實體模型相似理論研究；小流域水力侵蝕產(chǎn)沙機理及基本規(guī)律研究；重力侵蝕的動力機制和過程研究；壩系攔泥減蝕力學機理研究；壩系相對平衡理論研究等。

　　水庫模型：水庫模型將包括三門峽庫區(qū)和小浪底庫區(qū)模型兩部分。三門峽庫區(qū)模型的主要研究三門峽庫區(qū)演變規(guī)律；潼關高程（潼關高程：是指黃河潼關第六斷面1000立方米每秒流量時的相應水位，其變化揭示渭河下游河道淤積狀況。）演變規(guī)律及發(fā)展趨勢；三門峽庫區(qū)治理方案等。小浪底庫區(qū)模型主要開展不同邊界條件下的庫區(qū)縱向與橫向調整過程、淤積形態(tài)及其影響范圍，異重流（兩種或者兩種以上比重相差不大、可以相混的流體，因比重的差異而發(fā)生的相對運動。即：如果一種流體沿著交界面的方向流動，在流動過程中不與其它流體發(fā)生全局性摻混現(xiàn)象的流動。）排沙等研究。

　　河道模型：主要開展河道演變規(guī)律、河道排洪能力、河道治理措施和方案、疏浚及挖河固堤關鍵技術、水庫調水調沙運用方案、洪水演進預演預報等研究。

　　河口模型：分為河口河道段和河口海域段兩部分。河口河道段主要研究河口河道挖河固堤關鍵技術、河口分沙放淤關鍵技術、河口河道整治方案。河口區(qū)海域段主要研究河口演變規(guī)律、河口綜合治理措施及方案、綜合整治對濱海區(qū)域泥沙輸移的影響、黃河河口動床實體模型設計關鍵技術等。

　　堤防工程模型：主要研究黃河下游堤防出險機理、堤防隱患探測及處理技術、堤防及河道整治工程及穿堤建筑物險情預警技術、堤防搶險堵漏堵口技術、不搶險壩或少搶險壩技術等。

　　基礎研究模型：主要開展黃土高原溝道壩系模擬理論技術研究，泥沙運動基本理論研究，高含沙水流基本特性研究等。