水库发电一直被认为是绿色清洁能源的能源方式,最近的研究表明水库也是全球温室气体的重要来源,水库的温室效应在全球气候变化中的作用也成为了科学家争论的问题。水库的修建运行改变了水资源、营养物的分配,这些营养物质通过微生物的分解转化成二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）。与我国南方温暖地区不同,我国北方寒冷水库四季分明,夏季水库水体出现温跃层,而春季、秋季分层水体翻覆混合,冬季有长达三个月以上的冰封期,这些明显的季节特征也是影响水库温室气体排放的重要因素。因此本研究以我国北方寒冷地区三座水库碧流河水库、东风水库和汤河水库为研究对象,探究水库冰封期温室气体的累积效应;以碧流河水库为研究对象探究,探究水库CH₄和N₂O的时空变化以及环境因素的影响;采用模型评估法,评估水库水气界面CH₄和N₂O的排放量以及增温潜势。本文研究结果如下:（1）碧流河水库上游以及汤河水库冬季冰封期冰水界面CH₄出现了明显的累积效应,最大累积量分别达到了1318.5nmol/L和1141.5nmol/L,水库冰封期N₂O没有累积效应。碧流河水库和东风水库冰面无积雪,冰水界面DO出现了过饱和现象,使得累积的CH₄被氧化,浓度降低。（2）对碧流河水库水体溶存的CH₄、N₂O浓度时空变化研究发现,CH₄浓度呈现为冬季>夏季、春季>秋季;水库N₂O浓度呈现为夏季>冬季、春季、秋季,8月异重流时期CH₄和N₂O浓度水平均出现了突增现象。水平方向,CH₄浓度均由上游入库口出至坝前浓度逐渐降低,N₂O则相反,在垂向上,冬季CH₄冰水界面浓度最高,N₂O底层最高,春季和秋季垂向上浓度无明显差异,夏季垂向上水库底层CH₄和N₂O浓度最高,往表层逐渐降低。（3）环境因素分析发现,碧流河水库夏季出现温度分层,使得水库底层DO很低,有利于CH₄和N₂O的产生,因此夏季水库底层浓度升高,冬季和秋季水库处于翻覆期,使得CH₄、N₂O在垂向上差异性较小。相关性分析发现,水库CH₄和N₂O浓度水平与温度呈现正相关关系,与DO、pH和ORP呈现显著负相关关系,CH₄浓度水平与水深呈现负相关关系,与NH₃-N浓度水平呈现显著正相关关系。（4）碧流河水库CH₄释放通量冬季>夏季、春季>秋季;N₂O释放通量春季、秋季>冬季>夏季。8月异重流的潜入使得水库CH₄释放通量相较于6月夏季初低,而N₂O释放通量出现了突增。碧流河水库温室气体综合增温潜势GWP为40.69 g CO₂/（m²·a）。