近年来，多数水源水库相继出现内源污染和富营养化等水质恶化的现象，尤其是深水型水库，其在夏季容易形成垂向水温分层现象。跃温层会阻碍水库上下层物质和能量交换，当春初秋末季节，跃温层遭到破坏并产生“翻库”现象时，水库底泥释放的污染物会直接污染整个水库的水质，引起水库内源污染和相应的富营养化等问题。另外，在夏季汛期，暴雨径流会携带大量泥沙进入水库，引起水库水体浊度和污染负荷增加等问题；当暴雨径流流量较大时，会在分层条件下形成间层流，甚至形成向上环流，污染水库表层水体的水质。本文以西安金盆水库为案例，建立了基于FLUENT的水库水温的数值模拟方法，并用实测数据进行了模型验证；利用数值模拟方法研究了不同短波辐射强度及短波辐射衰减系数等因素条件下的跃温层的形成与特性：水库水面总传热量为负且以长波辐射量占95%以上，短波辐射则是跃温层形成的主要影响因素；而藻类对跃温层形成的影响主要通过短波辐射衰减系数来实现，研究发现，短波辐射衰减系数值与实测的藻类浓度存在良好的正相关性；随短波辐射衰减系数的降低，跃温层厚度增加，跃温层内温度梯度减小。同时发现在分层水库中存在极限短波辐射强度，跃温层内温差随水面短波辐射强度的增加呈现先增加后减小的变化趋势；但水面短波辐射强度过高时，难以达到热平衡而形成稳定的跃温层。利用多相流欧拉模型和RNGk-ε紊流方程，建立了基于FLUENT的水动力和水质耦合的数值模拟方法，应用该方法数值模拟了不同分层条件下的泥沙异重流运动行为，并运用武汉大学实验进行了模拟验证；主要数值研究了温度梯度对间层流流态的影响，同时对比了来流速度，含沙量、泥沙粒径等因素对间层流流态形成的影响；研究结果表明，含沙量越大，间层流分离点位置越深，流速越大，间层流来流厚度也相应增厚。为深入探究水源水库内源污染的机理和控制水质污染奠定了理论基础。