三峡工程作为有着良好综合效益的水利水电重大工程,在防洪、发电、通航、供水等方面给人们带来了方便的同时,也引发了一些生态问题,比如近年来库区内一些区域水华爆发以及某些点位水体重金属污染。因此,本论文以三峡库区云阳-宜昌段的10条支流和茅坪坝区的水和沉积物为研究对象,探讨了水和沉积物中的常量离子、氮磷营养物质和重金属的时空分布、来源及污染特征,进一步阐明了河流-水库系统中水环境质量的变化趋势以及环境健康风险评价,研究结论如下:（1）研究区域水中常量离子大体上未超过地表水质量标准,且具有季节性差异;在间隙水中,常量离子有释放的趋势;通过来源分析发现,水中Na⁺和Cl^-,Na⁺、Mg²⁺和Ca²⁺可能有相同的来源,且相较于枯水期,丰水期中常量离子受到农业活动的影响更大。研究表明,水中pH为7.39,呈微碱性。除了F^-有两个点位超标,其余水中常量离子均低于地表水水质标准。在水样和间隙水中常量离子有季节性差异,但纵向空间分布上并无显著差异,原因是水层之间不断流动混合。相关性分析表明,水中Na⁺和Cl^-,Na⁺、Mg²⁺和Ca²⁺的来源可能相同,源于自然基岩风化或人类活动。同时,NO₃^-和SO₄^2-的相互关系的图示中表明,丰水期水样常量离子更多受农业活动影响,枯水期则受到农业活动和工业活动的共同作用。（2）水中营养物质TOC,TDN和NH₄⁺-N具有季节性差异,且丰水期更易发生富营养化;在间隙水中,营养物质也有对外释放的趋势;沉积物中的营养物质含量丰水期比枯水期更高,且氮主要是有机氮组成;来源解析表明,沉积物中营养物质在丰水期更多是陆源输入,且沉积物中NH₄⁺-N作为内源释放的可能性最大。研究显示,水中的TDP浓度接近Ⅱ类水标准,水中的TDN浓度接近Ⅳ类水标准;由于丰水期比起枯水期有更多支流N/P小于29,这表明丰水期更易发生富营养化;方差分析显示水中TOC、TDN和NH₄⁺-N具有季节性的波动,但水层间并无明显差异。相较于枯水期,丰水期沉积物中的TOC、TN、TP含量偏高,基于沉积物中C/N表明,原因可能是陆源物质进入水体所致。相关性分析表明,TOC与TN相关系数很高,沉积物中的氮可能主要是有机氮,且沉积物中的营养物质间达到一定平衡,也存在有释放到上覆水的可能性,其中NH₄⁺-N在水-间隙水-沉积物中相关性比较强。（3）就水中的重金属而言,Pb超过了Ⅱ类水质标准,应注意控制水中的Pb污染;而在间隙水中,Zn、Mn、Ba、Sr、Fe有释放到上覆水的趋势;同时,Zn、Mn在沉积物中有累积的情况;通过来源解析可知,研究区域在丰水期营养物质的输入贡献更大,而在枯水期则是工业活动贡献更大。结果表明,Sr浓度超过了世界河流均值,达到了天然锶矿泉水标准;Pb超过了饮用水质标准且超过Ⅱ类水标准值,其中在枯水期茅坪坝区的Pb浓度最高,这或是因为大坝的截留效应,因此应注意控制水中Pb污染。在沉积物中,Zn、Mn的含量都高于背景值,表明这两种重金属在沉积物中有累积效应,其中在枯水期Zn、Cu、Cr、Mn、Pb的含量在茅坪坝区最高,也是可能是大坝截留导致的。通过相关性分析表明,Mn与Zn、Cu、Cr等重金属具有相关性。主成分分析表明,丰水期营养物质输入的贡献率最高,而枯水期工业活动的贡献率最高,这与丰水期施肥量以及降雨量更多有关。（4）通过对营养物质、重金属以及常量离子的评价可知,就氮磷营养物质而言,沉积物中的TN、TP的含量超过土壤背景值,有累积现象,但SQGs评估结果表明大多数样品处于低效应水平,所有样品都未受到严重污染。就重金属而言,单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法都反映出水质整体较好,以童庄河最佳。地累积指数法评价反映出茅坪坝区、磨刀溪的沉积物出现了Cu的轻微污;除了童庄河以外,其余支流和茅坪坝区沉积物都受到了Zn的轻微污染,因此需要对库区Zn和Cu的污染进行防治。而研究区域水中的化学污染物对人体健康的风险评价表明F^-、NO₃^-、Cu、Zn、Cr、Pb、Fe、Mn、Ni非致癌风险都不高。