三峡工程作为世界上最大的水利枢纽,是连接长江上游与中下游的纽带,也是长江中下游地区的生态屏障,对长江流域防洪、航运、发电和生态发挥综合效应。随着三峡水库的蓄水运行和库区社会经济快速发展,三峡库区也出现了一系列的生态环境问题,影响和制约了水功能的发挥和水资源的利用。本文选取三峡库区澎溪河流域为研究区域,通过构建三峡库区澎溪河流域三维水质水生态模型,对澎溪河流域水质时空分布的动态变化规律、藻类水华的时空演变及垂向分布特征等问题进行研究,从而揭示三峡库区水环境现状及其演变规律,这对保护三峡库区生态环境、建设生态文明具有十分重要的意义。取得的研究成果如下:(1)根据三峡库区流域水环境管理的需求,对三峡库区及支流水华现状、三峡库区水华暴发机理以及水环境模型研究进展进行全面综述,综述结果显示,传统的原位观测或实验室实验方法,难以反映水质、水文、藻类的动态变化过程,亟需构建一套涵盖干流-支流-陆地的全流域三维水质水生态模型。(2)基于三峡库区成熟的水动力模型、面源模型,构建了三峡库区澎溪河流域三维水质水生态模型。利用2016年2-7月实测TN、TP、COD、NH3-N、Chla数据进行参数率定和模型验证,结果表明模型模拟误差可低于30%,模拟值与实测值吻合较好,因此本文所构建的澎溪河流域三维水质水生态模型能开展澎溪河流域水质、水华模拟预测,具有较高的模拟精度。(3)三峡库区澎溪河流域2008-2016年的监测数据分析表明:澎溪河流域TN、TP浓度最低值皆超过了国际公认的发生富营养化的浓度水平,说明研究河段已具备水华发生的营养盐条件;三峡水库高水位运行期,水体富营养化指数最低,为中营养程度,而在泄水期和低水位运行期水体富营养化指数最高,为轻度富营养程度;澎溪河TN、TP浓度均低于长江干流,自上游至下游,浓度逐渐升高。(4)在澎溪河流域三维水生态模型构建的基础上,对澎溪河流域水质水生态状况进行模拟,研究不同水期水质指标的空间分布特征及Chla的垂向分布特点。TN、TP、NH3-N浓度长江干流均高于澎溪河,COD和Chla浓度则相反;Chla浓度垂向分布特点显著,表层高,底层低;随着三峡水位的升高,水体倒灌长度及范围逐渐增加。