（1）水文情势发生改变。水库对水文情势的直接影响是改变了下游河道水量分配过程，水量的年内变化趋于平坦。下游河道原有的水文节律被打破。Lauterbach等人研究发现，欧洲中部许多河流受水库的调节，50年一遇的洪水流量减少20％。美国科罗拉多河格伦峡水库下游10年一遇的洪流流量减少了75％。部分水库蓄水未考虑下游河道生态需水要求，导致河流水生境破坏，甚至发生河道断流。

　　同时，大坝的挡水作用改变了库区水流条件，使库区从急流（流水）区转化成静水（滞水）区。

　　（2）水体温度发生变化。水库蓄水后水深增加，水体的透光性能差，热量向下传递减少，库区深水区水体温度会下降，表现出温度分层现象：多数水库都有强弱不同的水温分层现象。Orlod根据水库的调节性能。将水库水温分层分为稳定分层型、混合型和过渡型。另外，由于高坝大库一般在大坝底部泄流。下游河道水温呈现出冬季升高和夏季降低的匀化过程。较天然过程存在滞后性，影响距离可达到数百千米。而梯级水库对河道水温的影响更为复杂。存在波动性和累积性。张黎明采用数学模型计算的结果表明：三峡库区4月～6月水体分层较强。垂向温差大于8℃。

　　（3）库区纳污能力减弱。水库建成后，库区水体流速明显降低，污染物极易产生富集。李锦绣等人计算分析后认为，三峡水库建成以后，随着水位抬高，流速减缓，单位时间内BOD等有机污染物降解速率明显减小。袁弘任等认为，随着三峡水库蓄水位的增加，水域纳污能力逐步减少，且支流回水区末端受库水位顶托影响，形成相对静止的库湾，不利于氮、磷等物质的扩散和交换，易导致富营养化监测结果表明，从2003年三峡水库首次蓄水开始，香溪河库湾已发生多次春季水华现象。

　　（4）水生态系统脆弱化。水库对水生态系统的影响主要体现在三个层级：第一个层级是对生源要素的影响。因为河道水力条件的变化，直接对物质流、能量流和信息流产生影响，这些都是水生生物的生源要素；第二个层级是对栖息地环境产生影响，主要是水流、泥沙条件发生变化以后，河道形态、泥沙冲淤过程、栖息地面积随之发生变化：第三个层级是河流生态系统结构和功能发生变化，如水生生物种群结构、种群数量、物种密度等发生变化，这也是生源要素、栖息地环境发生变化的生态响应结果可见，水库的运行，无论是对生态系统的非生命物质环境还是对生物群落都产生了影响，使得水库上下游生态系统脆弱化。