黄柏河流域(HRB)是中国宜昌市一级饮用水源保护区,水质管理目标要达到二级标准。河流的上中下游一共修建了四个梯级水库,分别是玄庙观,天福庙,西北口和尚家河。水库总蓄水量达3.32亿立方米,HRB供水区的经济总产值占宜昌市经济总产值的近80%。就像中国和世界上所有主要河流一样,HRB因人类活动的影响已受到严重的污染。主要的人为污染源以及最大的河流水污染源是:磷矿水污染,农业面源污染和生活垃圾。近来,由于长期的采矿影响和农业面源污染,水库及沿江水体富营养化现象频繁发生,引发了宜昌市的饮用水危机问题。基于三年(2014-2016年)水质监测数据并结合应用多元分析,水质指数分析和水质模拟,本论文的主要目标是大规模人为活动对HRB水质的广泛破坏和加剧影响,并在不同的时空尺度上评价了这种影响。通过多变量分析,本研究确定了流域内有两个人为污染源组。总磷为主的污染(TP污染)和总氮为主的污染(TN污染)。上游流域玄妙观和天府庙被TP污染严重,支流比主要河流和水库的影响更差。另一方面,下游流域西北口和上家河被TN污染严重污染,对主要河流和水库的影响要比对支流的影响要差。这些发现表明,有必要减少人为污染对HRB上游支流的影响。使用水质指数分析,研究调查了HRB中的水质标准在V级(严重污染)和II级(轻微污染)之间变化。上游的水库集水区玄妙观和天府庙仅达到IV类标准,而西北口和上家河水库集水区属于II类,III类,这意味着要对人类使用的水源进行处理。TP和TN是对总水质标准变化贡献最大的受害最大的污染物。因此,必须采取更有效的管理措施来保护TP和TN对HRB饮用水源保护区的影响。使用Soil and Water Assessment Tool(SWAT)模型,模拟结果显示上游水库集水区,玄庙观和天福庙,比下游水库获得了更高的营养盐负荷,特别是TP。该结果对富营养化控制具有重要意义。因此,通过减少外部营养盐,尤其是减少导致水体快速富营养化的总磷负荷,可能是HRB水质管理的最明确措施之一。营养盐模型的校准和验证在级联的水库集水区中是一项艰巨的任务,这归因于表征水流和营养物迁移的水质动态和非线性响应。水库的水质受内部水动力因素和外部或流域特征的控制。作为一项创新成就,本研究报告了有关如何通过级联或一系列水库水体进行水和养分输送的概念化和建模的建模技术。多站点(分位置)标定和验证的应用是水文和水化学联系的水库水系统非线性响应的一种创新方法,适用于黄白河流域。最后,HRB的人为污染已显示出对水质的同时影响。因此,单一方法的应用可能无法充分解决污染物对水质的综合影响。本研究所采用的方法学、多因子水质评价与模拟技术是区分不同特征污染物的最佳途径,适用于黄柏河水质研究。为此,该方法也能推广于其他类似流域的水质研究。