随着社会经济的快速发展和人类活动的强烈影响，流域生态环境问题日益严峻：河道断流、湖泊萎缩、土壤侵蚀以及水污染等现象频发，其中，水污染现象最为突出。尤其是近几十年来，随着工业排污的不断加剧、农施化肥量的逐渐攀升、禽畜养殖业的规模化生产以及过度的土地利用和开发等，导致流域水环境中氮、磷污染现象越来越严重，已威胁到流域生态环境的发展。大沽河是胶东半岛最大的入海河流，每年携带入胶州湾的径流量、泥沙量以及营养盐负荷在所有入胶州湾河流中居首位。大沽河流域属于典型的农业流域，耕地面积大，农施化肥量也相应较大；此外，流域内城镇及农村居民的生活污水、废水以及工业点源排污排废等均加剧了水体氮、磷营养盐污染。因此，对大沽河流域进行水环境营养盐污染估算和评价具有很重要的现实意义。本论文在RS和GIS技术支持下，对AnnAGNPS模型在大沽河流域的适用性进行了验证，并利用验证后的模型模拟了1998~2011年流域径流量和可溶性氮负荷的输出量，比较了不同土地利用结构下可溶性氮负荷的输出量。在此基础上，初步设计了大沽河流域氮、磷营养盐污染负荷控制情景，并探讨了控制营养盐污染的对策。得出的主要结论有：(一)大沽河流域年径流量模拟结果在校准期和验证期的相对误差、相关系数和Nash系数分别为：－16.8%、0.966、0.888和10.13%、0.765、0.554；月径流量校准期和验证期实测与模拟值之间的相对误差、相关系数2和Nash系数分别为：－15.44%、0.655、0.651和10.85%、0.655、0.631，均符合水文模型模拟评价精度要求。月尺度可溶性氮负荷实测值与模拟值之间的三项精度评价指标分别为12.9%、0.983和0.668，表明模型能对大沽河流域可溶性氮营养盐的输出量进行估算。(二)1998~2011年期间，通过大沽河流域出水口排入胶州湾的年均径流量为3.38×10~8m~3，总径流量为47.33×10~8m~3；6~9月份为径流量输出的主要时段；径流量与降水量之间存在一定的相关性：降水量越大，径流输出也越大。大沽河流域1998~2011年期间年均可溶性氮负荷的入海通量为4.266×10~3t。可溶性氮负荷的输出量与径流及降水量具有较明显的相关性。大沽河流域南部的可溶性氮、磷负荷量大于流域北部，莱西、莱阳以及胶州等人口居住相对较集中的地区的可溶性氮、磷负荷输出量较大。且流域内耕地地块的可溶性氮负荷输出量最大，居民地次之。(三)适当减少化肥施用量能有效控制营养盐输出；对坡度大于5°的耕地实施退耕还林并不能显著地降低营养盐的流失和淋溶；合理休耕以及采取秸秆覆盖耕作也不能显著地降低可溶性氮的污染负荷。对于控制流域氮、磷污染，今后一方面应采取科学合理的施肥、耕作等制度，另一方面需制定切实可行的政策法规、加强环保宣传，对流域管理进行长期的科学规划，全面有效推动大沽河流域水环境的治理和保护。