水电是清洁可再生能源,水电开发一方面可以产生巨大的经济、社会效益,以及大量减少化石能源消耗和二氧化碳排放的环境效益；另一方面随着流域梯级的大强度开发,梯级水库密集布置,对河流生境会产生累积效应。为了实现绿色水电开发,保持河流健康,从梯级水库建设对环境生态的累积效应和水电能源带来的环境减排效益两方面进行深入系统的研究,具有重要的理论和实践指导意义。本文针对梯级水电工程开发的累积效应问题,广泛阅览了国内外相关文献,深入探讨了梯级水电开发对水温、水文情势、鱼类的累积效应；并基于生命周期理论,建立水电工程的生命周期评价体系,从能源消耗和环境排放以及温室气体减排能力等方面系统研究了水电开发与生态环境协调发展的理论、方法与应用。主要研究内容和成果如下：1.环境流体动力学模型与河流水温累积效应评价方法研究(1)深入研究天然河道水温时空分布规律和水热交换机理,水温的影响要素识别和水热交换通量表达式和含冰条件的水气热交换计算模式研究；(2)改进了应用于水库水温计算的三维环境流体动力学模型,研究了模型的求解过程和定解条件,并采用二滩水库实测水温资料对模型参数进行率定和验证。应用一维～三维环境流体动力学模型对研究河段拟建水库的流场、水温场结构进行了模拟预测；(3)研究了含分支水库的三维环境流体动力学模型与算法；(4)结合环境流体动力学模型的计算结果,对梯级水电开发后的水温时空分布进行了研究,评价了建库前后河流水温的累积效应。2.河流水文情势的评价方法与研究(1)对雅砻江天然水文情势的特征要素和变化规律进行了研究,为梯级水库建成后水文累积效应的分析提供了对比研究基础。(2)采用基于IHA指标的RVA河流水文情势评价方法,整体评价了梯级水库建设后河流水文情势的变化程度,并进一步深入分析了研究河段的关键节点生态流量关键组分在建库前后的变化,得出的结论可以为河流生态管理提供依据。3.水电工程生命周期评价方法(1)对水电工程生命周期的清单进行了分析,并建立了水电工程生命周期评价体系,对各环境影响类型的权重计算和评价方法进行了研究。(2)对水库的温室气体排放进行了探讨,并基于生命周期理论分析了水电能源的温室气体减排优势。论文在环境流体动力学模型、河流水文情势评价、水电工程生命周期评价等方面开展了系列理论与方法研究,通过梯级水电工程建设规划的实际应用和水电站建设案例的研究,形成了协调清洁水电能源建设与生态环境保护的理论与方法。论文选题是变化环境及高强度人类活动影响下的河流生态保护科学前沿研究命题,研究成果可以为我国大型梯级水电规划、能源布局、生态环境保护提供重要参考依据。