库坝工程建设对流域水环境具有较大的潜在影响,尤其是多年调节水库,完全改变了天然河流的水力特征和物质运移规律。澜沧江作为我国水利水电工程重点开发河流,目前在云南省境内已开发和规划的梯级电站多达14座,澜沧江流域内库坝工程对水环境的影响引起了广泛的关注。本研究选择澜沧江流域典型的高山峡谷型高坝大库——小湾水库,通过现场观测取样、构建数值模型及理论分析等相结合的技术手段,研究其重要水质指标的时空分布规律,构建小湾水库预测模型。为澜沧江梯级开发水生态环境效应的深入研究提供必要的基础支撑,同时为小湾水库的科学调度运行和水环境保护提供参考。主要研究结果如下:（1）基于MIKE-ECOlab构建了小湾水库水动力-水质模型,并采用实测资料对模型进行了率定验证。在澜沧江主库区设置7个采样点位,黑惠江支库区设置2个点位,利用各点位实测水样数据对ECOlab模型中关键生化过程的水质参数进行了率定验证,模型验证结果良好,可用于库区水质模拟研究。同时对模型重要水质参数的敏感性进行了分析,结果表明COD一级降解速率、氨氮产率、硝化速率是敏感度最高的参数,反硝化速率仅对NO₃^--N含量影响较大,对其他指标几乎没有影响。（2）采用一维水质模型,模拟预测了小湾水库典型运行工况下COD、DO、氮营养盐（NH₄⁺-N、NO₃^--N）的时空变化特征。模拟结果表明COD含量与来水流量关系密切,沿程呈现出下降趋势,并呈现出丰水期高,枯水期低的周期性变化规律;DO随着水体中COD的降解消耗,沿程同样呈现下降趋势,时间上呈现丰水期下降,枯水期上升后下降的周期性规律;NH₄⁺-N沿程分布先缓慢上升后下降,随时间变化规律与COD呈现负相关性;NO₃^--N的含量受硝化反应影响,沿程分布规律与NH₄⁺-N类似,随时间变化规律与NH₄⁺-N呈正相关的关系,硝化反应和反硝化反应整体处在氮循环动态平衡中。（3）采用三维水质模型,模拟预测了COD、DO、氮营养盐的垂向分布特征。提取一维水质模型对应的断面结果作为边界条件,构建坝前三维模型,利用坝前分层实测水样数据对三维模型进行了验证。模拟结果显示,小湾水库属于典型的分层型水库,在夏季水温出现变温层、温跃层、恒温层分层结构,并引起其他水质因子的分层现象。DO、COD呈现与水温相同的分层规律,夏季呈现出表层高底层低的分层结构;而NH₄⁺-N则相反,夏季表现出底层高于表层的分层结构;NO₃^--N则在夏季没有明显的分层结构。当逐渐入冬,外部环境温度和水温逐渐降低,水体也逐渐混合,在冬季水温、DO、COD、氮营养盐均无明显的分层结构,处于基本均匀混合的状态。