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近些年来，水环境非点源污染已成为全球性问题，非点源己成为水环境的重要污染源。为了更好地对流域水污染实行控制治理，就必须定量分析流域内非点源污染负荷，这样对流域的治理和水环境改善具有重要的指导意义。本文在调查与监测的基础上，分析了西安市沣河流域的水污染特征；并结合3S技术，用SWAT模型对沣河流域进行非点源污染模拟计算。
首先，本文对西安市沣河流域2001年～2009年水质状况监测资料进行分析，并在2010年4月（平水期）和6月（丰水期）采集两次水样进行污染物分析实验，研究沣河流域水污染的主要因素及水污染特征。根据水质变化得出成果，沣河流域2001年～2009年水质状况逐渐好转，2001年～2005年流域污染物浓度大体上从上游到下游逐渐增大，水质沿流域逐渐恶化；但是2006年～2009年中游水质明显差于下游。从年内来看，污染物浓度随季节也有不同变化。
然后，采用美国农业部农业研究局(ARS)开发的SWAT模型，对沣河流域径流、泥沙及氮磷等污染物负荷的产输出过程进行模拟计算。先结合GIS对研究区进行了子流域的划分和河网的生成，再对流域土地利用类型和土壤类型进行划分，统计沣河流域内14个降水量站2001年～2006年逐日降水量资料，以及西安气象站2001年～2006年的逐闩气象资料，将沣河流域划分为28个水文响应单元，生成SWAT模型输入数据库。然后对关键性参数进行了敏感性分析，利用秦渡镇水文站2001年～2006年实测的径流、泥沙和污染物数据对模型进行校准和验证，采用相对误差和Nash-Sutcliffe效率系数评价模型适用性，结果表明SWAT模型对沣河流域非点源污染模拟具有良好的适应性。
模型校准和验证之后，根据沣河流域秦渡镇水文站多年径流资料进行频率分析，选择丰、平、枯三个代表年，对不同代表年进行了模拟计算，结果分析表明，不同代表年流量、泥沙量和非点源污染负荷差别显著。从时间分布来看，随降雨径流特别是暴雨径流过程产生的非点源污染负荷在丰水年较大，而枯水年相对较小，年内非点源污染负荷主要集中在汛期；通过空间分析指出了沣河流域内主要非点源污染物（硝氮、有机氮、有机磷等）产出关键源区。并进行流域非点源污染控制措施效果评价，定量模拟农业管理措施改变等非点源污染控制措施的效果，根据模型模拟计算结果，结合国内外经验提出沣河流域非点源污染防治措施与建议。