随着工农业和城市化的发展，水污染问题日趋严重。影响水污染的因素不仅有点源排放，而且包括在水循环驱动下的非点源污染。随着点源污染控制水平的不断提高，各类非点源污染对水环境的贡献越来越突出。黄河是中国华北地区的重要水源，近年来水环境逐年恶化，渭河作为黄河的最大支流，其径流中含沙量高和水污染严重这两大问题直接影响到黄河的水环境。泾河作为渭河的最大支流，发源于宁夏，流经甘肃省和陕西省，从2000年以来水污染日趋严重，因此研究泾河的水环境状况对水环境规划与管理提供理论依据。泾河陕西段张家山断面以上点源排放量不大，而由农业活动、生活污水、畜禽养殖所引起的非点源污染对河流的水质产生重要的影响。因此本文在采用单因子法和多元统计分析（主成分分析和因子分析）对水质评价的基础上，利用河流水质模型研究泾河陕西段氮的非点源负荷，应用BP人工神经网络模型模拟了氮营养物质的浓度变化，应用输出系数法模型计算了TN的非点源负荷和水环境容量及分配。主要的研究成果如下:　　(1)针对泾河陕西段，对景村断面和张家山断面12种水质参数分枯水期、平水期和丰水期进行水质评价，分析出主要的污染指标为CODMn、BOD5、NH4+-N、TN和ROH，反映出泾河主要呈有机型污染和无机氮污染。污染物主要来源于果汁厂、煤矿等点源排放，以及农业非点源污染，此外还有来自咸阳市境外的有机废水，泾河陕西段源头水已呈现Ⅴ类水质。　　(2)以泾河陕西段干流景村和张家山断面3年16个水质参数为依据，分枯水期和丰水期，采用主成分分析法评价不同时期水质参数的相关性，应用因子分析法选取不同时期最重要的水质参数。结果显示两断面枯水期以自然输入的盐化指标为主，景村断面还包括泾河上游人为输入的有机污染;丰水期以人为输入的非点源污染指标（包括氮营养指标和溶解性固体指标）为主，张家山断面还包括大的径流量携带的两断面之间的有机物（挥发酚）;而硫酸盐总是泾河陕西段不同时期最重要的水质参数变量。　　(3)以泾河陕西段景村断面至张家山断面为例，采用河流水质模型QUAL2E，结合主成分与因子分析水质评价结果，分枯水期和丰水期计算氮营养指标氨氮（NH4+-N）和硝酸盐氮(NO3--N)2种水质参数2002～2007年的点源负荷和非点源负荷。结果显示NO3--N的计算结果理想，NH4+-N的计算结果不理想。这与主成分和因子分析结果一致，NO3--N枯水期来源于生活污水等点源排放，丰水期来源于降水所产生的非点源污染，NH4+-N则全年以点源排放为主，点源排放的不稳定性导致NH4+-N的计算结果不理想。此种方法对由暴雨径流所产生的非点源污染结果可靠。　　(4)应用BP人工神经网络模型模拟了泾河陕西段氮营养物质NH4+-N、NO3--N、TN的浓度变化。通过模拟的水质参数相关性分析和河流机理性水质模型分析，确定模型的输入因子，从而构建不同结构的BP人工神经网络模型。以实测的月水文、水质、降水量资料进行模型的训练和检验。结果表明NO3--N和TN模型的模拟结果精度较高，不同结构的模拟结果相对误差在±18％以内;NH4+-N模型的模拟结果相对误差大，分析其原因，与NH4+-N来源有关，NH4+-N主要来源于点源排放，在一年内不稳定排放是模型模拟误差大的主要原因。模型也显示单参数输出结构的BP网络模拟结果要优于三参数输出结构的，单隐含层结构的BP网络模拟结果要比多隐含层结构的模拟结果更精确。　　(5)通过实地调研，分析了总氮的非点源污染营养源，结合各种营养源数据统计资料，在考虑降雨因素和流域损失因素的影响下，利用输出系数法模型估算出张家山断面以上总氮非点源负荷。研究区控制断面TN的水质均为Ⅴ类或劣Ⅴ类，对上下游均超出水环境功能区划水质标准的研究河段，可利用的水环境容量为研究段的自净水量。采用输出系数法计算年投放量和年入河量，对年入河量进行按月分配，通过河流输入-输出平衡关系计算研究河段的月自净水量。按照水环境功能区划中Ⅲ类水质的要求，泾河流域陕西段总氮全年超标，流域内各污染源的总氮投放量均需削减，削减总量达到3191.8911吨;按照污染源削减量分配结果，土地利用类型是总氮污染削减量最大的（1294.2396吨），而畜禽养殖是削减比例最大的污染源(47.76％)。从污染源的时间分配来看，降水量大的丰水期是污染物削减量最大的时期，各污染源的削减量随着降水径流的增大而增大，说明降水径流是造成泾河流域陕西段总氮污染的限制性因子。