潜流交换是河流水循环的关键环节,潜流带氮循环是河流生物地球化学循环的重要组成部分,探究半干旱区草原河流的垂向潜流交换及其氮素迁移转化过程,对于改善河流水环境和维持水生态系统稳定具有重要意义。本文选取锡林河顺直型和弯曲型河段作为研究对象,结合水动力学和水化学法,分析锡林河的垂向潜流交换模式及氮素迁移转化特征,并探究其影响因素。研究可为草原河流氮素污染防控及管理提供科学依据和实践建议。主要成果如下:（1）锡林河顺直河段和弯曲河段在2020年和2021年夏季汛期的垂向潜流交换过程较为活跃。两个河段的垂向潜流交换在2020年汛期以下降流为主,在2021年汛期则以上升流为主。洪水及强降雨过程会引起垂向潜流交换的强度增大,甚至出现交换方向的逆转。垂向水力梯度随深度增加逐渐减小,100cm深度处的水力梯度和潜流交换量均接近于0,为垂向潜流交换的下边界。垂向潜流交换量受到河床地形、河流曲率以及渗透系数等因素的影响,顺直河段在河道宽度及河床地形变化的位置交换量较大,达到0.59m/d,弯曲河段在接近出流处河道曲率较大的位置交换量较大,达到2.34m/d。（2）锡林河顺直与弯曲河段垂向潜流带的氮素迁移转化过程由混合稀释作用和氮素生物地球化学反应共同决定。垂向潜流带内的氮素转化反应类型存在空间变异性,河床表面至50cm深度以上的浅层沉积物内主要发生氨化反应、硝化反应,以产生NO3-主,视为NO3-的源;50cm以下的深层沉积物内则主要发生反硝化反应、氨化反应,以去除NO3-主,视为NO3-的汇。两个河段的水力停留时间随深度增加而延长,停留时间为14d和17d时,NO3-去除率分别为84%和98%。上升流对于NO3-的去除作用强于下降流,顺直和弯曲河段上升流中NO3-去除率分别达到27%和44%。（3）顺直河段浅滩处以上升流为主,深潭处以下降流为主。浅滩与深潭中NO3-去除率最高分别达到67%和55%。弯曲河段入流点和出流点以下降流为主,顶点处以上升流为主且NO3-去除率达到46%。浅滩—深潭和曲流单元中垂向潜流带的氮素净化效应较强,因此可以通过保护和构建河流地形地貌的多样性来加强垂向潜流带的氮素去除能力。（4）锡林河垂向潜流带具有一定的氮素削减能力,但是洪水及降雨过程增加了氮素的来源,并使其随潜流交换迁移到深层沉积物中。汛期时段剧烈的水文波动过程可能增加氮素污染的风险,因此需要加强汛期河流廊道管理,保障其水文连通性和泄洪能力,促进潜流交换、氮素截留和净化功能。