紫色土坡地土层浅薄，基岩埋深较浅，壤中流比例可高达50％以上，地下水硝酸盐富集，严重威胁当地居民饮用水安全和下游水体水质安全。近年来，国内外学者在淮河流域、太湖流域、九龙江流域等大型流域进行了大量研究，小流域尺度（0.5-100km2）的研究也逐渐增多，由于小流域地形差异、产汇流机制及流量计算差异导致研究结果有较大差异。因此，监测和模拟紫色土区域不同尺度 N污染动态特征及负荷，对于控制农业面源污染物质排放具有非常重要的意义。本研究的主要目标是：1）弄清典型紫色土丘陵区小流域不同尺度（坡面-支沟-小流域）径流、氮迁移规律；2)明确紫色土丘陵区小流域不同空间尺度下 N素的暴雨径流流失特征和季节性流失通量特征；3）建立SWAT模型基础数据库，为后续模型模拟提供物理支撑。　　本研究主要结论如下：　　（一）次降雨氮素迁移转化特征　　(1)暴雨径流流量特征　　小流域不同次级监测断面流量随降雨产生明显的多峰现象，响应趋势大致相同，但对降雨量响应的滞后时间不同。植被覆盖较低、坡耕地面积较多的苏蓉和截流堰小流域流量过程线几乎与降雨峰同步变化：植被覆盖率较高，农田林地面积较多的大兴、万安流域洪峰流量对多个降雨峰值无明显响应，万安小流域出口两场降雨几乎结束4h和7h流量才达到峰值，表现为突出的“滞后效应”。降雨结束后，地表径流主要由壤中流和地下水补充，因此流量消退漫长，万安小流域出口退水历时超过20h。　　(2)暴雨径流氮流失负荷特征　　暴雨径流为 AN迁移的主要载体，流量过程线对氮素浓度有明显的阶段分配作用。城镇集市污水出口苏蓉氨氮负荷较高，暴雨径流冲刷下表现出较强的初始冲刷现象；随着流域尺度的增加，空间异质性对氮素迁移影响逐渐增大，梯级流域对AN负荷有明显减轻作用。相比AN易遭受冲刷，NO3-N不易被土壤吸附，是淋溶过程和地下水中氮素的主要形态。两场降雨PN/TN变化范围为0.004-0.07，0.16-0.36表明泥沙冲刷作用不明显，主要为表层土壤水浸润洗提造成的氮素流失。NN/TN的变化范围为0.49-0.89，0.46-0.59，表明硝酸盐淋溶是氮素流失的最主要方式。　　(3)氮素累积负荷特征　　2014年8月9号和9月9号两场降雨中TN和DN累积负荷曲线都十分接近1：1线，说明各草地或林地覆盖面积较大的流域，单次暴雨过程中很难产生“初始冲刷效应”或“末期冲刷效应”，总体看8月9日降雨比9月9日降雨更加接近1：1曲线，由FF30所对应的值也可以看出更早的短历时降雨对各形态氮素的冲刷作用更强，从流域空间尺度来看，随着流域尺度的增大，空间异质性增高，暴雨对氮素负荷的冲刷作用明显减弱。　　（二）氮素年际流失通量特征　　(1)氮素流失的季节性差异　　尽管氮素流失和降雨条件，土壤理化性质，耕作方式，畜禽养殖方式等诸多因素有关，但总体看雨季偏高，播种休闲期较低，秋冬季枯水期最高。但7-9月份流失的流量占年径流量的80%以上，流失氮素总量约占全年累计值90%。因此雨季仍然是氮素流失的关键时期，雨水冲刷带走的AN和部分颗粒态氮是地表氮流失的重要途径之一。　　(2)氮流失通量影响因素　　除降雨以外，外来灌溉水和施肥对氮素流失的影响也非常大，2014年4次灌溉水给穆家沟、截流堰带来一定的氮负荷，尤其在施肥后的灌溉。但从整个流域空间来看，对大兴、万安流域的影响不大，而施肥则引起各个子流域氮素流失增加。　　(3)氮素流失通量估算　　流域面积与TN年际流失通量两者之间有较好地相关性(R=0.975 P<0.05)，而单位面积流失负荷截流堰>大兴>万安>穆家沟，表明土地利用方式对氮素流失有明显影响，农业活动会加剧氮素流失，而增加植被覆盖率可以有效减少氮素流失。　　（三）SWAT模型本地化　　SWAT模型经过率定、验证实现了参数本地化，模型验证期内月平均径流量R2>0.6，决定系数Ens>0.5，相对误差在20%以内，表明模型对研究区域适用性良好，对流域水文过程有较为准确的描述。　　综上所述，通过暴雨径流梯级流域同步监测基本弄清暴雨径流中流量对降雨的响应和对氮素的阶段分配作用，从而为揭示氮流失关键时期奠定了基础；通过不同空间尺度流域氮素流失通量和季节变化特征以及影响因素的研究，为紫色土小流域的农业经营管理提供了参考依据，从而为长江流域富营养化预防提供科学依据。SWAT模型数据库的建立，更是为以后科学研究农业面源污染提供了物理支撑。