水库作为调节、蓄水和控制水资源的人造系统,是实现水资源合理开发利用的有效途径,特别是在大多数干旱地区,水库已成为重要的饮用水水源地,然而在运行过程中,受进出水环境等因素的影响,造成水库供水功能的下降。此外,水库相对封闭,水体的停留时间较长,营养盐循环受到干扰,大量的氮磷元素排入水体,引起水体中藻类、浮游生物的迅速繁殖,从而导致水体的富营养化问题,严重影响到居民饮用水安全。因此,研究探讨水库富营养化问题,寻求解决富营养化问题的防治对策显得尤为重要。本研究以干旱地区水库为研究背景,选定水库富营养化问题为主要内容进行研究,应用环境系统分析的总体思想,确定有针对性的研究技术路线；以水动力为基础,并将参与库区富营养化的整个生命过程进行融合,建立起水库富营养化耦合模型。以山西省汾河水库为研究载体,实现水库富营养化问题的定量化研究,揭示汾河水库中营养物质的扩散规律；对汾河水库富营养化进行分级评价并针对问题提出了相应的防治对策。研究成果具有理论意义,同时也具有使用价值。论文的研究成果主要体现在如下几个方面：(1)针对北方地区水库水体的水质特征及流动特点,应用系统化的设计思想,在综合水动力、水质模型的基础之上,充分考虑了影响水库富营养化的营养物质、浮游生物等生命活动过程,形成了一种研究库区富营养化的定量化方法。(2)综合考虑水体中营养物质、溶解氧、浮游动植物以及藻类等复杂的生命活动过程,以二维水动力模型为基础,将水动力模型、水质模型与生命活动过程进行有机地结合,建立起水库富营养化耦合模型。(3)以山西省汾河水库为研究载体,运用DEM、遥感等技术辨识、确定模拟范围；依据水库的自然结构特征,边界的不规则性,建立三角形网格系统,应用平滑处理技术生成相应的水库数值地形；在确定模型定解条件的基础之上,设置选取几种具有代表性的情景,对总氮、总磷两项指示因子进行模拟分析,揭示了汾河水库在丰水期不同风场条件下营养物质的扩散规律及时空分布规律。(4)以《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)作为富营养化评价的基础参考,建立起水库富营养化分级评价标准,揭示出汾河水库内部营养元素的空间分布情况；针对汾河水库富营养化问题,提出相应的防治对策,包括对污染源的控制、建立生态工程等,对汾河水库治理提供了技术支持。本研究综合水动力、水质模型及生命活动过程建立起富营养化耦合模型,并将其应用到汾河水库的研究中；较系统地分析了汾河水库水动力条件和污染物质扩散规律,为汾河水库的污染防治、水资源的合理利用提供了有力的理论依据和技术支持。