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水是生命之源、生产之要、生态之基.然而，随着工业化和城镇化的不断发展，水资源利用量不断增加，甚至超过了区域水资源承载能力，造成了严重的水危机.同时，大量的污染物随着废水排入河道、湖泊以及地下含水层中，造成越加严重的水环境状况危害可持续发展，人类健康和生活环境.此外，强烈的人类活动和气候变化改变了水循环，可能使水危机更加严重.开采地下水是许多流域和地区最为重要的应对水危机的方式之一.然而，由于强烈的农业和工业活动，许多地区的地下水环境不容乐观.氮是地下水常见污染物，主要来自于农业的面源污染和工业等排放到河流形成的线源污染.因此，对地下含水层氮污染负荷的研究对地下水环境管理有着重要意义.然而，由于现有研究的局限性，例如研究多关注于作物的氮损失、研究工具的局限性等，对地下水氮污染负荷的研究存在一定的问题.考虑到地下水污染负荷的影响因素主要还是由水流和污染物的排放量，本文利用地下水环境综合模拟框架(IGESF)测度地下含水层氮污染来源.考虑到地下含水层氮污染来源测度的复杂性，笔者基于流域水循环及其伴生过程的理论基础，利用分布式水文模型、分布式水环境模型、地下水数值模拟以及污染物运移模型构建了IGESF.在对地下含水层氮污染来源的测度时，还用到了地下水总氮浓度的实测数据.大尺度流域地下水环境综合模拟框架是由四个模块综合模拟而成.在来自河道线源地下水污染负荷模拟时，第一模块"二元"水循环模型(WEP-L)为第二模块地表水系环境模型提供坡面汇流和河道汇流动力条件；第一模块WEP-L向第三模块MODFLOW提供河道水位模拟结果模拟河道进入到地下水的水量；第二模块地表水系环境模型则模拟各河段的污染物浓度；根据模拟的浓度和河道补给地下水的水量计算污染物线源污染负荷.在对地下水污染物面源负荷时，第一模块WEPL模拟的面状地下水分布式补给量，及埋深处实测污染物浓度插值得到的浓度场得到地下水分布式面源污染负荷.将地下水线源和面源负荷输入第四模块地下水污染物运移模型中模拟污染物在地下水含水层对流、弥散稀释、吸附和消去等作用后的污染物浓度情况.同时，将华北平原作为典型区分析，根据这个方法，华北平原1995～2004年来自面源的地下含水层氮污染负荷为38400吨/年；来自河道的线源污染为26000吨/年.本文得出的结论与海河流域水资源综合规划数据基本相当.