随着社会经济的快速发展,水资源的供需矛盾日益突出,目前“有水皆污”所带来的污染问题成为世界范围的战略性问题之一。近年来,随着点源污染的控制,非点源污染已成为我国水环境污染的重要原因,解决水污染问题的根本在于污染源及污染途径的控制,因此,研究非点源污染对水环境质量的改善有重大意义。本文结合陕西黑河水库上游流域,利用流域尺度模型SWAT水库上游流进行非点源污染模拟研究,具体分析非点源污染的时间、空间分布特征,识别不同土地利用类型对污染负荷的贡献,探究不同农业管理措施对非点源污染的控制效果,为水库水环境质量改善提供科学支撑。主要研究内容及结论如下:(1)构建研究区域空间数据库和属性数据库,空间数据包括DEM、土地利用图、土壤类型图、气象站点图等,空间数据采用统一的投影坐标系统,利用ArcGIS水文分析模块提取水系图;利用SPAW、1stopt软件构建土壤数据库,SWAT weather.exe建立天气发生器等。研究区域划分为31个子流域,633个HRUs。(2)本文有2001-2008年实测黑峪口水文站点的径流、泥沙、总氮、总磷数据,采用LH-OAT(Latin-Hypercube One-Factor-At-a-Time)进行敏感性分析。把2001年作为预热期,2002-2005年作为率定期,2006-2008年作为验证期,采用相对误差、相关系数、纳西系数三个指标进行模型适用性评价,相对误差皆在30%以内,相关系数在0.6以上,纳西系数在0.5以上,表明模型对黑河水库上游流域具有较好的适用性。(3)分析黑河水库上游流域非点源污染负荷的时空分布特征。在时间尺度上,表明2002-2008年年均产沙64.07×10~3t/a,年均总氮36753kg/a,总磷34282kg/a;非点源污染的产出与降雨有关系,主要集中在汛期6-10月,汛期泥沙输出占到74.23%,总氮占到72.58%,总磷占到70.27%。在空间尺度上,泥沙的产出与降雨分布存在一定关系,有机氮磷输出与泥沙输出有很高的空间一致性,非点源污染的产出主要集中在下游及黑河左右两岸,主要因为该处为居民集中地,也是耕地最多的地方,对应的行政区域是双庙子乡和陈河乡。(4)不同土地利用类型对污染负荷的贡献量不同,耕地有机氮、有机磷贡献量最大,主要是人类施肥活动的影响;虽然有林地面积占总土地利用面积的51.66%,但是贡献率居于第二,主要是因为流域内植被覆盖良好;高覆盖度草地、中覆盖度草地、灌木林相差不大,居于中间水平;农村居民点面积很小,污染负荷量也是最小。不同土地利用类型单位面积污染负荷不同,耕地最大,农村居民点次之,高覆盖度草地、中覆盖度草地、灌木林相差不大,有林地单位面积污染负荷最小。(5)设置不同的情景,情景1耕地分别增加与减少20%,设置为有林地;情景2耕地分别增加与减少20%,设置为灌木林。耕地减少,可以显著减少泥沙与有机氮磷的输出,耕地增加则反之。