三峡水库蓄水后,部分支流水体富营养化严重,水华频发。水华是水文气象、充足的氮磷营养盐、水动力条件共同作用的结果,控制污染物来源是缓解水华的根本途径。污染物来源分为点源污染和非点源污染,随着国家对点源污染的有效控制,非点源氮磷成为影响水体富营养化的关键因素。本文针对目前非点源氮磷输出过程不清和负荷不明的现状,以三峡库区香溪河流域为研究对象,结合环境学、水文学、生态学等基本理论,采用野外原位监测方法,从不同时空尺度开展水量水质同步监测,基于子流域尺度监测数据,分析降雨产汇流过程中及非降雨期间氮磷浓度和流量动态变化,研究香溪河流域氮磷输出特征及非点源负荷贡献,并基于坡面径流小区尺度监测结果,利用灰色关联度进行非点源影响因素相关性分析。论文的主要研究内容及结论如下： 　　1)总氮的径流平均浓度在 6-8 月略高于其他月份,其他月份的浓度变化较为平稳。受降雨冲刷作用与稀释作用的相互抑制,各氮素时空规律不明显,随机性较强。三大支流硝氮对总氮贡献率依次为高岚河>古夫河>南阳河,分别为72.2%,59.4%, 58.4%,氨氮对总氮贡献率南阳河>高岚河>古夫河,分别为25.7%,23.9%,59.4%。以氨氮与硝氮为主的无机氮是总氮的主要组成部分。受南阳河磷矿企业点源排放,南阳河总磷和正磷酸盐浓度明显高于高岚河和古夫河,正磷酸盐是总磷的主要形态。 　　2)当滤波方式采用正-反-正三次滤波,β系数取0.925最为合适,基流分割结果优于最小平滑值法,且符合香溪河流域下垫面构成及汇流迟滞效应。 　　3)高岚河流域退水曲线表现为单一退水曲线,不同雨型下退水速率存在差异,而响滩流域退水段为陡降后小幅上升并持续至监测期末,表现为二次退水,主要原因是响滩流域古洞口 I、II级梯级水电站联合调度,改变径流再分配；高岚河―尖瘦型‖降雨的总磷浓度最大值为3.39 mg.L-1,而―矮胖型‖降雨由于雨强小,持续的时间长,蓄满产流模型下水平、垂向上土层的阻挡、过滤等,最高浓度2.5 mg.L-1,明显小于―尖瘦型‖降雨。两子流域磷素输出均于颗粒态磷为主,溶解性总磷和正磷酸磷波动不大。高岚河磷素输出以非点源为主,贡献率在90%左右,而响滩流域受磷素背景值偏高和梯级水库调蓄影响,总磷以非点源输出为主,而溶解性总磷和正磷酸盐以点源输出为主。 　　4)通过对20100607和20100704次降雨坡面径流小区地表径流分析可知地表覆盖、降雨、土地利用方式、土壤、坡度等都对径流-泥沙-营养盐流失产生影响。TN主要随降雨径流流失,雨强小,降雨历时长,土壤氮素被充分浸提,而TP主要随泥沙侵蚀以吸附态流失,在降雨差别不大条件下,降雨强度是影响磷素输出的关键因子。 　　5)灰色关联度对磷素负荷相关性研究结果表明：流量是各磷素负荷输出最主要的影响因子,削减流量峰值为减小非点源输出的有效手段。耕地为高风险磷素输出源类,远高于林地,草地等其他土地利用形式,坡度越陡,依托泥沙载体的总磷负荷输出越大,黄棕壤、石灰土等土壤类型是影响磷素输出的主要原因。 　　本文研究成果将为控制流域非点源污染、防治水体富营养化以实现水生态系统健康和流域可持续发展提供理论基础。