大型水利工程建成运用后，改变了工程下游的水沙条件，从而引起水文、水力学要素、泥沙、河床地形、水质和水温等生物赖以生存的生境要素发生变化。为了维护生态系统的健康和水生生物的多样性，急需研究这些要素的变化规律。本文选用长江作为研究河流。首先，系统阐述了河流生态系统的组成、结构、特点和功能。水生生境作为其重要组成部分，是水生生物赖以生存的非生物环境，也是人类活动影响的第一级变化，其主要组成水文要素和水力学要素是本文研究的重点。其次，研究了葛洲坝、丹江口、三峡水库等大型水利工程对长江水文要素的影响。对比分析了水利工程建设前后的河流径流、泥沙等水文要素及其特征值，结果表明水库在一定程度上影响了其下游的水文情势，如径流年内分配趋于平缓，输沙量过程呈减小趋势，其影响程度与水库库容大小、水库运行方式以及研究站点与水库的距离远近有关。应用主成分分析法(PCA)，定量分析了人类活动特别是水利工程修建对水文要素的影响，并筛选出受人类活动影响变化较为显著的水文变量。第三，分析了水利工程修建对长江水沙相关关系的影响。结果表明水库对河流水沙关系有一定程度影响，水沙变化在一定程度上不同步，受水库库容大小、调度运行方式以及距离研究站点远近等条件的约束。最后，本文选取葛洲坝下游中华鲟产卵场为研究河段，对其水力学要素进行分析。一是模拟计算了中华鲟繁殖适宜流量条件下产卵场的相应流速范围，水力半径、切应力、水流功率等水力学要素。二是模拟计算了三峡水库建坝前后产卵场水力学要素，并对其变化进行分析。模拟结果表明三峡水库建坝后各水力学要素都有不同程度的减小，这可能会对中华鲟的繁殖产生一定的影响。该论文为进一步研究人类活动对长江生态系统的影响，维护长江生态系统健康和生物多样性提供了参考。