农业非点源污染是指人们从事农业耕作活动时，由于使用化肥、农药以及农田水土流失而引起受纳水体的污染，它是引起湖泊等水体富营养化的主要原因。大宁河位于三峡库区腹心地带，三峡水库开始蓄水后，大宁河回水段出现水质恶化现象。开展研究大宁河流域农业非点源污染研究对于控制研究流域水体富营养化具有十分重要而深远的意义，也是库区水环境保护的迫切需要。 本研究采用分布式水文模型SWAT模型进行农业非点源污染模拟计算，在GIS技术的支持下建立了研究流域空间数据库和属性数据库。利用流域DEM进行了流域河网生成和子流域划分，并计算了子流域参数和河道地形参数；对土壤类型和土地利用进行了重新分类，为流域各土壤类型建立了土壤物理性质数据库。通过叠加土地利用图和土壤类型图得到SWAT最小计算单元——水文响应单元。 利用2000～2004年巫溪水文站实测的径流和泥沙数据对模型进行了参数率定和模型验证，采用相对误差和Nash-Sutcliffe系数判断模型参数率定和验证结果的合理性，结果证明SWAT模型在大宁河流域进行非点源污染模拟具有很好的适用性。 利用验证后的模型对模拟结果进行计算分析，分析结果主要包括： (1)非点源污染的产输出与当年的流量有很大的关系，二者呈正相关；年内非点源污染负荷主要集中在降水丰富的5～9月，枯水期产生量较少。 (2)大宁河流域非点源污染产生量西部高于东部，南部高于北部，中部地区最小，其空间分布特征和降水空间分布特征极其相似。 (3)不同降雨过程中非点源污染物浓度的变化趋势与流量变化趋势基本一致，在年内丰水期，非点源污染物浓度和流量峰值同步出现；年内平水期，泥沙浓度、有机氮浓度和流量峰值同步出现，硝酸盐浓度峰值滞后于流量峰值；年内枯水期，非点源污染物浓度峰值滞后于流量峰值。 (4)耕地是非点源污染发生最为严重的土地利用方式，黄棕壤是非点源污染发生最为严重的土壤类型，耕地和酸性粗骨土组合的水文响应单元是非点源污染发生最为严重的HRU类型。 (5)雨季施肥对研究区非点源污染负荷有重要影响，并模拟计算了不同的施肥方式。结果表明，减少施肥量或把6月底常规施肥量的一半改到6月初施用，可以减少非点源污染负荷的产生量。 最后，论文根据模型计算成果及国内外的经验，针对大宁河流域提出了非点源污染的防治措施。