随着我国农业的发展,大量养殖废水、化肥和农药随着降水或灌溉水进入水域,严重影响了水环境质量和饮用水安全。面临日益严峻的水环境污染形势,国内外众多学者针对污染物总量分配问题进行了深入研究。但由于非点源总量估算和控制难度较大,其污染问题一直没有得到有效的解决。本文以苕溪流域为例,对水环境非点源污染物总量进行估算和预测；从环境公平性的角度出发,建立起基于基尼系数与环境效率的水污染物总量分配方法,通过构建一套较为科学合理的单目标多约束条件的优化模型,最终得到体现公平性最大化的总量分配方案。本论文选择农田径流、畜禽水产养殖和居民生活等主要非点源作为研究对象,利用非点源水污染物总量估算模型,对由以上几种污染源排放至水体的COD和NH3-N总量进行计算。采用LEAP2008模型,以2007年为基准年,预测近期(2015年)和远期(2020年)苕溪流域非点源污染物排放量。结果表明,2015年研究区域内COD和NH3-N排放总量分别较2007年增长22%和26%；2020年全流域COD和NH3-N排放总量增长幅度均超过45%,分别将达到206946t和16738t。流域内水污染防治的形势异常严峻。选取适当的环境基尼系数指标,在合理的假设和约束条件下,制定出优化的地域污染物总量分配方案。依照效率原则,以所有污染源产值最大为目标函数,结合等比例削减法得到细化的行业污染物总量分配最终方案。通过分析发现,猪和家禽养殖业是苕溪流域非点源总量控制的重点行业。经过优化后的方案能够在满足总量目标的前提下较好地解决分配过程中的环境公平性问题。本文建立的基于基尼系数与环境效率最大化的水污染物总量分配方案,不但全面考虑了各地区的COD和NH3-N污染排放现状、自然条件、经济发展水平以及人口社会等多种客观因素,且数据易于获取、简单易行,克服了分配过程中技术参数缺乏的问题,为确保总量目标的实现提供了有效的途径,也为后期更深入的研究提供了新的思路。