丹江口水库是南水北调中线工程的取水处,其水质状况不仅是水库生态环境问题,更直接关系到调水工程受水区水质的安全问题。近年来,丹江口水库尤其是入库支流和库湾接受着大量污染的输入,面临着营养盐、重金属等污染物带来的巨大压力,水库的水质安全存在着潜在的威胁。本文针对丹江口水库水质安全存在的问题,通过对丹江口库区及上游COD和氨氮污染源解析,确定主要污染区域和重点污染行业,了解库区水系外部污染输入的主要驱动力；在对丹江口水库入库支流及库湾不同污染类型划分基础之上,选取不同污染类型的支流和库湾对其水质、沉积物重金属污染状况及潜在风险进行研究,并对沉积物中营养盐释放风险机制进行探讨和研究,辨识水库水质安全问题。在此基础上完成对丹江口库区典型库湾及支流水体水质潜在富营养化、重金属污染及生态风险和内源营养盐释放风险的综合诊断。主要研究结果如下：(1)对丹江口库区及上游地区污染源解析最终确定了重污染区域(十堰市),识别重污染行业(石化、造纸、制药等)。2010年丹江口库区及上游点源排放COD和氨氮主要来自工业源,工业源贡献率分别为67%和57%。工业源COD、氨氮排放量分别为17919.7t、2841.3t,陕西COD、氨氮排放贡献率分别为58.3%、80.6%,为陕西、湖北和河南3省中最高；十堰、汉中、商洛是丹江口库区及上游COD和氨氮排放贡献率最大的3个地级市。制药、食品和石化为区域COD排放贡献较高的行业,贡献率分别为40%、19%和16%；而石化、采掘和冶金的氨氮排放贡献率为45%、20%和17%,为丹江口库区及上游的高氨氮排放行业。(2)丹江口水库部分典型支流及库湾水体富营养化现象严重,对水库的水质安全有潜在的威胁。在研究期间内,重污染神定河及其入库河口水中TN浓度有明显上升趋势。神定河TN、TP浓度年均值分别为11.63mg/L、0.93mg/L,与参比区五龙池(TN为4.41mg/L,TP为0.076mg/L)相比分别超过3倍和12倍；中污染的大柏河TN、TP全年均值分别为4.79mg/L、0.15mg/L,略高于五龙池。3条典型入库支流都处于富营养化状态,其中神定河及其入库河口及大柏河处于重度富营养化状态,大柏河入库河口和五龙池处于中度富营养化状态,东库湾处于轻度富营养化状态。(3)典型库湾及支流沉积物部分重金属存在一定程度的富集,有一定的潜在生态风险,Cd在支流沉积物中富集现象严重。各采样点表层沉积物中Ni和Pb均未发生富集；而Cd、Cr、Cu和Zn平均富集系数分别为7.12、1.80、1.63和2.84,均存在不同程度的富集,其中Cd在各点的富集系数均在3.0以上。沉积物中Ni和Pb含量主要来自于天然地球化学来源,而Cd、Cr、Cu和Zn则主要是受人为源的影响。以丹江口库区土壤(黄棕壤)中重金属背景值为参比,典型库湾及支流表层沉积物总体处于高生态风险,以Cd生态风险为主,参与评价的5种重金属的潜在生态风险程度顺序为Cd>Cu>Cr>Zn>Pb。(4)三个丹江口水库典型库湾水-沉积物界面孔隙水中氨氮和磷酸盐浓度都远大于上覆水中的浓度。所有采样点氨氮及磷酸盐均表现为由沉积物向上覆水释放,表明库湾水体水质存在潜在的内源营养盐(氨氮和磷酸盐)释放风险。神定河库湾(SE)氨氮扩散通量高达69.67mg/(m2·d),为三个库湾样点最高；老灌河库湾(LE)和大柏河库湾(DE)的氨氮扩散通量分别为46.81mg/(m2·d)和49.23mg/(m2·d),两者较为接近。三点磷酸盐扩散通量分别为1.902mg/(m2·d)、0.647mg/(m2·d)和1.375mg/(m2·d)。