不透水面是衡量流域城镇化发展状况的一个重要指标，其扩展对流域生态水文过程产生影响。由氮、磷污染物等造成的非点源污染导致流域水质的恶化。城镇化进程的加快，造成流域不透水面逐年增加，从而也严重影响着流域的水环境。因此随着不透水面的不断扩张势必会增加流域的氮磷污染。本文以天津于桥水库流域为例，首先，在ENVI5.1软件支持下，利用遥感影像获取1984-2013年4个时相的不透水面信息，采用修正后的归一化水体指数剔除水体信息，排除水体对不透水面提取精度的影响，运用线性光谱混合分析法生成流域不透水表面指数(ISA)，并对其时空演变格局进行分析。其次基于SCS-CN模型，通过不透水面数据计算出的CN值调入SWAT模型后再进行模拟研究，分析于桥水库流域不透水面扩展对非点源氮磷负荷分布的影响。本文的研究成果可以更好的探索流域水文水质管理模式，其研究成果对整个于桥水库流域的水资源保护具有重要的意义。主要研究结论如下:　　(1)通过ENVI构建的LSMA模型，通过剔除水体的影响，以及最小噪音变换(MNF)和纯净像元指数(PPI)对混合像元的剔除。模型均方根误差(RMSE)为0.005，像元精度为85.4％，实验结果准确可靠。于桥水库不透水表面指数(ISA)平均值逐年增长，1984-2013年间，流域不透水面覆盖度从低等级覆盖逐渐向高等级覆盖转化。流域内不透水面覆盖度大多集中在1～5级，占流域面积的90％，2013年全流域范围内不透水面面积比1984年增加4.9％。　　(2)不透水面的景观格局特征为:不透水面覆盖度为中等等级的斑块形状不规则，破碎化程度最高。研究期间，整个流域景观破碎化程度、多样性均逐年增高，说明流域景观连续性逐年降低。不透水面表指数的空间扩展趋势表现为:在城镇中心区域，4个时相的不透水面指数均呈现正的空间自相关，1984年不透水表面伴随着“辐射式”增长，至2013年形成了以城镇区域为中心的聚集。1984-2013年，不透水面面积随路网密度的增长而递增;路网密度等级高的其子流域不透水面增长面积大。　　(3)用SCS-CN模型构建新方法计算CN值的组成，利用V-I-S原理，将不透水面分量、植被分量(NDVI)和土壤类型线性组合。空间分布图中CN值被分为8组，研究表明CN值大于等于77的土地覆盖对径流的影响显著。2013年全流域CN平均值为65，1984年全流域CN平均值为45，2013年比1984年平均CN值高了20。说明流域内由于不透水面的扩张，导致地表的下渗性能降低，使得流域径流量增加。随着降雨量的升高，不透水面的增加也导致了径流系数逐渐增大，产流能力显著增强。　　(4) SWAT模拟结果表明:确定系数R2和Nash-Sutcliffe系数分别为0.78和0.77，相对误差为-1.96％，SWAT模型调用说明运用SCS-CN修正后的CN值提高了原有的模型精度，检验结果理想，表明SWAT模型在本流域具有适应性。SWAT模型模拟氮磷在分布表现为研究区中部地区较高，沙河子流域的氮磷负荷最大。不透水面对流域氮磷负荷的影响主要表现在:氮磷输出负荷较高的子流域分布与不透水面指数值(ISA)的分布相吻合;不透水表面通过对地表径流的作用而影响流域氮磷负荷。2004-2013年研究区内氮、磷污染负荷明显大于1984-1994年的氮、磷污染负荷，在遵化市和于桥水库下游子流域最为明显。丰水情境中，2013年总氮负荷量比1984年增多了8.08km/hm2、总磷增多了1.67km/hm2;枯水情境中，2013年总氮负荷量比1984年增多了3.24km/hm2、总磷增多了1.02km/hm2;无论丰水还是枯水情景，总体氮磷负荷随每年不透水面覆盖度的增加而增加。由pearson相关分析可知，流域中上游地区不透水面指数与氮、磷污染负荷的变化趋势关系密切。不透水面对总氮的影响显著大于总磷;丰水年的不透水表面扩展对流域氮磷负荷的影响显著大于枯水年。