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本文运用复杂系统等级理论和景观生态学等级理论，把河流生态系统划分为三个层次，即低层次、中层次和高层次结构。其中，低层次结构具有小尺度、高频率和高速率变化的特点，是导致中层次和高层次结构变化的根本原因。通过分析大坝工程对河流生态系统等级层次的影响可知，河流生态系统的水文水力过程是属于低层次问题，大坝工程对河流生态系统的影响主要是通过改变水文水力过程来实现的。因此，分析和研究大坝工程对河流生态系统的影响，应该从其对水文水力过程的影响入手。提出了水文水力过渡区的概念和计算方法，并总体上分析了各个过渡区内水文水力过程的变异程度和可能引起的生态响应。以三峡和葛洲坝大坝工程为例进行了详细的分析和研究。
本文依托《大型水利工程对重要生物资源不利影响的补偿途径》项目，在查阅大量文献和资料调查的基础上，对三峡大坝工程对河流生态系统的影响进行了较为系统、深入的分析研究。主要包括以下几方面：
(1) 对于三峡变动回水区和库区在三峡大坝在135m蓄水运行后，水文水力过程(包括冲淤变化、库区内流速的减缓和水体温度分层问题)的变化进行分析。在变动回水区，干流与支流测站的年径流量变化趋势不明显，但近年输沙量减小明显，其冲淤变化表现为：枯水淤积，汛期冲刷，总体表现为冲刷，冲淤主要集中在主槽。对于库区，在135m蓄水位时，三峡库区水深、比降、流速等都发生了变化；通过对库区水体温度的分析可知，在135m和156m蓄水位下没有发生分层，通过蓄水后水温试验测量得到验证。
(2) 对于惯性区，以该区的代表生物中华鲟为例，研究葛洲坝和三峡工程的修建后水文水力条件的变化和由此产生的生物响应。分析了葛洲坝和三峡工程修建后流量和含沙量的变化与中华鲟产卵量之间的关系；以实测的河床质颗粒的组成分析中华鲟产卵场的颗粒级配；通过ADCP实测获得葛洲坝中华鲟产卵场12个断面的流速分布，计算分析了水动力条件(流速的脉动和流速场的分布)的变化；运用三维数值模拟产卵场流速分布，得到了中华鲟流速适好曲线。
(3) 根据大坝工程对下泄水流的调控，水库对洪峰的调节，改变了自然河流下游年内丰枯的水文周期规律，采用RVA分析了葛洲坝修建后宜昌站生态水文因子的变化，并根据生物自身的特点与水文规律的内在联系，运用分形理论计算出具有相似水文规律的水文分期，并计算各水文分期内的生态水文因子的变化。由此提出了大坝工程影响下的河流生态径流过程的计算方法，指出河流生态径流过程的计算包括两方面：①反映年际间丰水年、枯水年的典型年的选取和年内时间尺度变化的生态水文季节划分；②生态流量和径流情势特征参数的计算。根据该理论计算了宜昌站的生态径流过程，为今后寻求“生态型”水库生态调度提供科学的依据。三峡工程修建后坝上的河道转为水库，使水动力条件、边界等发生了很大变化，同时三峡大坝与葛洲坝的联合调度会改变坝下游河道水文情势，这些变化将引起生态与环境的变化。本文的工作将对三峡大坝坝上的变动回水区、库区和葛洲坝坝下的惯性区、下游衔接区的影响作了一些初步的研究，其结果对航运和水库调度有一定的指导意义。但由于河流生态系统中水文过程和水动力条件与水利工程之间问题的复杂性，还有许多问题需要今后不断的时时监测和进一步的研究。