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本研究以清水河流域为研究对象,在GIS技术的支持下构建流域尺度下的SWAT非点源污染模型,根据模型模拟结果分析非点源污染的时空分布特征及其与降雨量的关系,并确定污染关键源区;最后根据分析结果,提出控制和管理非点源污染的建议,从而为改善流域水环境质量提供科学依据。研究主要结论如下:(1)在2017～2018年非冰冻期对清水河流域的水质监测和评价结果表明:TN浓度严重超标,水质污染问题亟待解决;农业非点源是清水河流域的重要污染来源,对非点源污染的控制是改善水质的有效措施之一;丰、枯水期的水质对比表明降雨和径流会对非点源污染产生一定影响。(2)借助Arc GIS平台构建清水河流域SWAT非点源污染模型,将收集的DEM、土地利用、土壤、水文气象和农业管理等转换为模型所需的格式,建立SWAT模型基础数据库。利用张家口市水文站的实测径流数据对模型进行率定和验证,分别以2007～2009年、2010～2013年、2014～2016年为预热期、率定期和验证期,根据Ens和R~2的结果对模型进行适用性评价。结果表明,模型率定期的Ens和R~2分别为0.505、0.660,验证期的Ens和R~2分别为0.674、0.738,均满足SWAT模型精度要求,表明SWAT模型在清水河流域的适用性较好。(3)基于验证后的SWAT模型对研究区域的非点源TN、TP污染进行特征分析,结果表明:在时间上,研究期间内TN造成的非点源污染较为严重,且非点源污染负荷的产生具有明显的季节性,夏季和冬季分别其产生的高峰期和低谷期,各子流域的污染输出负荷在汛期明显大于非汛期。在空间上,非点源污染负荷强度与土地利用类型、耕地施肥量、化肥利用率和降雨量等密切相关,1、2、3、5、6、12、14号子流域污染负荷强度较高。研究区域降雨量、径流量和非点源污染负荷均呈中间高、两头低的形状变化,汛期的TN、TP污染负荷分别占全年总量的75.07%和79.56%。2、4、5、14号子流域的输出负荷与降水相关性较高,主要集中分布在正沟、西沟两侧和东沟上游,降水是导致该区域内非点源污染的流失主导因素。研究区域的污染关键源区为2、3、4、5、6、7、10、12、14号子流域,集中分布于东沟和西沟水系两侧,耕地是其主要土地利用类型。(4)分析研究区域的非点源污染来源:污染关键源区主要分布在河流两岸坡度较小的平原和丘陵区,这些区域以耕地和草地为主,蔬菜等高收益作物的种植、传统的施肥方式和水土流失成为造成非点源污染的主要原因。对此,分别从水土保持和源头治理等非点源污染管理的角度提出参考建议。