非点源污染在水体富营养化中扮演越来越重要的角色,尤其是在农业发达地区。在农业生产活动中,过度施肥、农药滥用、过度开垦和养殖废水直排等问题会带来养分淋溶和土壤流失,导致氮磷等营养物质流失不断加重。因此控制非点源污染对于水环境保护具有重要意义。最佳管理措施(Best management practices,BMPs)是一种将工程类措施和非工程类措施相结合的综合污染防控体系,已成为非点源污染治理最为有效的手段之一。非点源污染控制措施种类繁多,如何筛选出最佳管理措施是制定非点源污染综合控制方案的关键。本研究以西苕溪流域为研究区域,借助SWAT模型工具,研究流域内非点源污染负荷时空分布情况,根据污染强度的不同,识别出西苕溪流域氮磷流失关键源区,分析评估了单个措施在HRU尺度上和子流域尺度上的污染控制效果以及组合式BMPs对流域出口水质的影响。同时引入经济因子,对各类措施进行成本效益分析,以期获得兼具环境效益和经济效益的措施。主要研究结果如下:(1)通过野外调查、实地采访和资料查阅等方式,搜集整理西苕溪流域地形地貌、水系分布、土地利用、土壤类型、农业生产情况、污染来源等相关数据,构建了 SWAT模型所需的属性数据库和空间数据库。将全流域划分26个子流域,510个水文响应单元。以2011-2014年数据为基础,对模型进行了率定与验证。率定和验证结果表明,决定性系数R2达到0.7以上,纳什系数Ens则在0.6左右,显示模型在该区域具有良好的适用性。(2)根据SWAT模型模拟结果,西苕溪流域2012-2014年月均营养物负荷总体呈现波动变化特征,1-6月波动上升,6-8月达到最高值,8-12月逐渐降低。从空间分布来看,总氮流失强度为7.2-18.6kg/ha,总磷为1.28-4.14kg/ha。整体上呈现出从上游到下游负荷不断增加的态势,主河道所在子流域的流失强度明显高于支流河道所在子流域。(3)采用单位面积负荷指数法和自然裂点分级法对流域内氮磷流失强度进行分级,识别非点源污染的关键源区。结果显示,总氮和总磷的关键源区基本一致,主要分布在西苕溪流域中下游农业生产发达和人口密集地区。(4)采用情景分析法筛选了非点源污染最佳管理措施(BMPs)。从源头控制与过程控制两方面设置不同的非点源污染控制措施,运用SWAT模型对各类措施的环境效益进行评估。结果显示,植被过滤带和植草河道污染物削减效率较高,平均削减率高达40%以上;化肥削减和免耕措施的污染削减效果有限,均低于10%。拦截类措施的削减率在不同HRU的差异较大,体现了空间位置对于措施效果存在一定影响。同时,措施布置后关键源区的位置、面积和流失强度均会发生较大变化。研究结果同时表明,组合式BMPs比单个BMP的控制效果更好,其中FR20+NT+FS具有最佳污染削减效果,流域出口的总氮和总磷浓度分别下降 11.19%和 13.38%。(5)运用成本效益法评估BMPs,结果显示,拦截措施(植草河道和植被过滤带)的成本效益值高于源控措施(化肥削减10%、化肥削减20%和免耕),其中,植草河道措施的成本效益最好,化肥削减10%效益最差。