近年来随着城乡经济的飞速发展，我国水环境面临着水体污染、水资源短缺和洪涝灾害等多方面压力。水体污染加剧了水资源短缺，水生态环境破坏促使洪涝灾害频发。山西文峪河是汾河的一级支流，上游正建的柏叶口水库是列入国家“十一五”水库建设规划的项目，主要用来解决吕梁市平川四县市严重缺水问题和文峪河水库的防洪问题，对建库后的水环境问题进行的研究较少。文峪河下游水体污染严重，2008年吕梁市环保局对汾河入河排污调查报告，显示文峪河入河排污口有50％未达标排放，其中未达标的排污口主要位于文峪河下游河道，因此研究文峪河河流及水库的水环境问题很有意义。　　 本文选取文峪河为研究对象，以柏叶口水库河段和文峪河下游河段的实际地理与水环境资料为基础，通过研究柏叶口水库的水流运动规律，基于能量方程和适体坐标变换，建立了库区三维流场计算模型；通过研究文峪河下游污染物迁移扩散规律，建立一维水动力模型，在水动力模型的基础上，建立随机游走水质模型，并计算了不同流量条件下污染物的迁移扩散情况。本文主要对以下几个方面进行了探讨：　　 (1)通过研究分析河流水环境模型，建立三维流场计算模型和随机水质模型，进行了典型算例的模拟计算，并对模型的准确性进行了验证。　　 (2)通过适体坐标变换生成水库曲线计算网格，将网格分层、分条带，基于能量方程计算了水库建成后河段三维流场分布。　　 (3)建立了文峪河下游一维水动力模型，模拟计算了不同流量条件下天然水面线，并分析了该地区的水动力特征。　　 (4)在文峪河下游水动力模型的基础上，建立下游随机游走水质模型，模拟结果分析可知，文峪河下游水体污染严重，主要污染物为氨氮，其次为COD，污染带相对较短，不会对下个河段造成影响。