随着城市化进程的不断推进，城市河流因景观建设和防洪等需要，进行了大量小型闸坝（如橡胶坝、溢流堰等用以蓄水）和河床与河岸硬化（防止河道侵蚀渗漏）的建设，这种景观储水型筑坝与硬化河流，原有的生态系统的结构和栖息地环境被严重破坏，另一方面，其水体的富营养化问题也日渐突出。但是，相比于湖库水体，筑坝与硬化河流富营养化的生态影响却很少受到关注。因此，为了有针对性的改善筑坝与硬化河流的生态环境，本文以华北永定河流域上游山区河流——清水河-洋河水系 5  个不同程度筑坝与硬化河段为研究区，其中筑坝与硬化程度越高，河流水动力条件弱化程度越高，5河段根据水动力弱化程度划分为高强度、中强度、中低强度、低强度和无水动力弱化河段。本文主要探讨了筑坝与硬化河流的水动力条件改变对营养物质磷氮迁移的影响，以及随后的水体富营养化响应，主要研究成果如下：
（1）根据河道结构、河床底质、水文特征、水质参数和水生生物五类指标构建的河流生态系统健康指数（RHI）方法，评估了河流生态系统健康，结果表明，河道结构和河床底质指标的健康程度与 RHI显著正相关（p  < 0.01），筑坝与硬化等人类活动干扰对河流物理结构的改变，进而导致河床底质和水文特征的改变，是损害河流生态系统健康的主要原因；此外，水生生物较低的多样性和  TP、有机质严重污染也降低了整个水系的生态系统健康水平。
（2）采用质量平衡的方法估算了筑坝与硬化河流中磷氮滞留量和滞留率：高强度水动力弱化的橡胶坝拦蓄河段具有与水库相当的磷（42.5%，7.69 t/yr）、氮（48%，158.1 t/yr）滞留能力；其中磷主要滞留在河段上部几个橡胶坝内（47.6%，其显著高于下游几个河段的-8.3%~9.2%，p < 0.05），而氮以硝氮为主，迁移距离更远滞留在河段中下部（16.2%~26.3%，上部河段为-2.5%~8.0%），因此氮磷原子比（N:P）沿梯级橡胶坝先增加而后降低，浮游植物生长受磷的营养限制（N:P > 16）；生物作用的贡献，使得溶解态磷（磷酸盐，86.3%）和氮（硝态氮，66.3%）滞留率均高于颗粒态磷（40.3%）和氮（30.1%），且营养物质在夏季的滞留率最高。但是随着筑坝与硬化程度的增加、水动力条件弱化程度增加，磷氮的滞留效率先增加后降低，表明适当筑坝和河床底质的多样化才有利于磷氮滞留；此外，自然流量的增加能够降低河流对营养物质的滞留率，但是对水动力条件越弱的河段降低作用越低。
（3）以沉积物磷释放潜力（EPCsat）和回归模型研究的筑坝对磷在沉积物和水体之间迁移的影响，表明闸坝建设直接的、间接地改变了河流的理化性质，进而决定了磷在沉积物和水体之间的迁移：在 30  级橡胶坝拦蓄河段内，由于橡胶坝拦截使得流速骤降（从1m3/s到0.01m3/s），悬浮泥沙在第 4号橡胶坝（4#）之前快速沉降，使得点 4#的沉积物细颗粒物含量高于河段入口处的沉积物，所以  4#的 EPCsat（67%）较入口（76%）低；随着系列橡胶坝的梯级拦截，沉积物粒径相对变粗，菹草和浮游植物的加速生长降低了水体磷酸盐浓度，而增加了沉积物生物可利用磷和有机质的含量，因而导致 EPCsat逐渐升高到  90%（河段出口）。
（4）采用藻类生物学指标和回归模型探讨了河流营养状态变化的主要驱动因子：在高强度水动力弱化的橡胶坝拦蓄河流中，随着橡胶坝级数增加水体滞留时间变长，营养程度从中营养（5 ug/L ≤叶绿素 a浓度＜   25 ug/L）逐渐升高到富营养（叶绿素a浓度> 50 ug/L，浮游植物细胞 > 100×10  cells/L），流量（解释度为636.8%）和磷浓度（26.3%）是决定其富营养化的主要因素；同等营养物质水平下，水动力条件越弱的河段其浮游植物生长速率较高：即高强度水动力弱化河段（单位距离的浮游植物生长率 18.4  %）> 低强度水动力弱化河段（-3.3 %），中低强度水动力弱化河段（27.9 %）> 无水动力弱化河段（14.7 %），相对应的其富营养化风险也越高；自然降水对河流水动力的改善，只有在较高强度的流量增加时才能有效的抑制浮游植物生长。
    为了保持河流的生态系统较高的完整性，并有利于污染物质的净化和水体富营养化风险的缓解，河流水利工程建设中，需要避免河床硬化和过度筑坝的水动力弱化，并适当筑坝、控制外源营养物质输入、防止坝内泥沙淤积产生内源污染、提高水生生物多样性。