南水北调工程是解决包括北京市在内的我国北方地区水资源严重短缺局面的重大战略性基础设施。南水北调工程的实施和运行，对于优化我国水资源配置，建设资源节约型、环境友好型社会，实现社会经济的可持续发展具有极为重要的作用。调水工程与其他大型基础设施一样，会对生态系统造成影响。跨流域调水工程对生态环境的影响是一个长期复杂的过程，目前国内外对其演变的规律尚无定论，基于调水工程实施和运行开展调查分析，对确保调水工程安全稳定运行至关重要。　　本项研究针对南水北调工程北京市受水区和调蓄沿线开展。北京市属于典型的资源型缺水性城市，作为全国的政治、文化中心，对供水的保障程度要求极高。南水北调工程缓解了北京市水资源短缺问题，是稳定首都、加快城市建设、促进经济发展的重要保障。为确保南水北调工程调水进京后主要受水区水生态安全和水环境可持续发展，本项研究以北京市受水区水环境为对象，针对南水北调来水存在的水质改变、生态失衡、结构重塑等问题，识别受水区敏感生态指标，评估受水区的生态风险，确定生态风险发生的概率和危害程度，并提出针对性生态风险应对关键技术，为有效保障北京市受水区水生态安全提供技术支撑。主要取得了如下成果:　　1)评价了北京市水环境现状。通过水文-水质-水生态联合监测，分别选取单因子评价法、综合营养状态指数法和熵权综合健康指数法评价了水质类别、水体营养状态和水体健康状态，结果表明，包括密云水库、怀柔水库、大宁水库、进京明渠和京密引水渠在内的受水区水质基本在Ⅱ类以上，部分区域为Ⅲ类，除TN外，各指标浓度较低，水质较好;主要受水区处于中营养状态，浮游植物以硅藻、蓝绿藻为主，相对而言，受水区秋季较夏季水生态更为健康。　　2)识别了水生态敏感指标。通过调水区与受水区水文、水质和水生态差异对比，确定了较大差异指标，通过相关性分析，对主要指标进行了分析和汇总;通过来水对主要受水区影响分析，确定了南水北调来水后密云水库主要水生态指标的变化程度，在此基础上，依据受影响程度的高低，将生态敏感指标分为极敏感、敏感和非敏感三类。依据生态敏感因子识别矩阵，综合考虑监测技术水平，确定南水北调受水区生态敏感指标包括水文、水质和水生生物三类，在分析各指标之间关系的基础上，确定水位、水温、pH、CODMn、TN、TP、浮游植物和浮游动物生物量等8项生态敏感指标;结合密云水库的供水和防洪主体功能，设置权重比水质∶水文∶水生生物确定为5∶3∶2。　　3)识别和评估调水条件下水生态风险。针对水质、生物入侵、水生生物三种不同风险类型，以南水北调北京典型地表受水区为研究区域，采用模糊综合评判法和定性分析法开展水生态风险评估。评估结果表明:主要风险类型为水生生物风险，主要风险区为密云水库。具体来看，水质类风险主要表现在突发性水污染事故，入京前明渠、京密引水渠突发性水污染事故风险等级为中等;其余受水区风险等级为低或极低;生物入侵风险主要体现在沼蛤入侵风险，主要风险区为团城湖和京密引水渠，风险等级为中等;水生生物风险主要体现在大型水生植物类风险、鱼类风险和浮游植物类风险，主要风险区为密云水库，三类生态风险的等级分别为高、中、中。　　4)构建生态风险应对关键技术体系。针对水生态风险识别和评估结果，构建了水生态安全监测预警-水生生物群落稳态构建-水生态安全水文水力调控三位一体的技术体系。　　针对突发性水污染事故风险，构建受水区水生态安全监测预警技术和水污染事故防控方案。综合南水北调北京段存在调蓄水库、调蓄池和输水明渠等不同类型的生态水域特点，采取水质与生物联合监测的综合预警技术;在关键工程位置选用了不同的水生态安全监测预警技术，优化了安全监测预警的站网布设格局，构建了3处工程节点的自动监测站点，构建了水生态监测联动的实施体系。基于生态敏感指标的筛选研究结果，选取水温、pH、CODMn、 TN、TP和浮游动植物作为监测预警指标。　　针对生物风险，开展了水生生物群落构建技术研究，主要包括沉水植物、挺水植物、水生动物和微生物在内的水生生物群落构建技术，提出了水生生物群落构建物种的种类、密度等，检测了微生物多样性的变化，形成了稳定的水体生态系统，达到改善水质、抑制藻类过量繁殖的目的。研究结果显示，人工构建水生生物群落生物多样性增加，改善了透明度、CODMn、BOD5、SS和叶绿素a等水质指标，但是对NH3-N、TN和TP净化效果不明显，鱼类放养使浮游动物密度降低，试验过程中一直保持在一个较稳定水平，微生物的丰富度明显提高，并且微生物在水生植物的根部的数量明显高于顶部。依据研究结果，提出水生生物群落先期构建区建设和水生生物群落漂浮系统构建等工程措施，预先对库区水生生物群落进行建设，以保证调水后库区水生态系统的尽快恢复和生态功能的完整。　　针对水文和水动力学风险，基于密云水库浮游动植物（以藻类总量为代表）与库区水位、水质因子的分析结果，并结合国内外有关河流、湖库水生态安全的水力条件要求，识别出影响密云水库水生态安全的调控因素包括水位（水文调控因素）、TP（水质调控因素）和水流流速（水力调控因素），并分别提出了水生态安全的水文、水质及水力调控因子的阈值为31.726 m、0.025 mg/L、0.1 m/s。　　针对南水北调来水进入库区过程中易在库湾和大面积浅水区发生藻类爆发的情况，通过模拟试验开展了水体调控技术研究，在此基础上对现有水体流态改变设备进行了调研，并筛选潜水推流设备、solarbee和风光互补型三维水体循环增氧三种设备开展了应用研究，对三种设备的应用效果进行了对比分析，综合分析了其水力扰动方式和成本，作为库区藻类和水华防治的备用措施。