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南水北调是21世纪初我国实现水资源合理配置，解决北方水资源短缺的重大战略性工程，其成败的关键在于水源区的水质。丹江水库作为南水北调中线工程的水源地，总体水质良好，满足调水的要求，但上游的一些支流存在着严重的水质污染现象，这些污染除少数点源污染外，主要是由农业非点源污染引起的。根据国务院“先节水后调水、先治污后通水、先环保后用水”的“三先三后”原则，开展库区农业非点源污染调查研究，探求一种合理、适用的方法预测整个丹江库区低山丘陵型农业非点源污染负荷，进而提出有效的控污措施，以保护流域水资源环境、防止水质恶化。本文以丹江库区黑庙沟流域为研究对象，在对流域农业非点源污染的影响因素广泛调查的基础上，划分流域基本坡面单元，采用美国通用流失方程USLE预测流域土壤侵蚀量；同时结合人工降雨试验模拟12种不同处理下侵蚀泥沙与养分流失的关系，确定养分富集比，对2005年黑庙沟流域养分流失进行了模拟，其主要结论如下：(1)黑庙沟流域的2005年由施化肥输入流域的总氮(TN)，总磷(TP)分别为51.18t、13.88t；畜禽粪便输入的TN，TP分别为3.58t、0.75t；农药年使用量约为1.35t；由生活污染物输入的TN，TP总量分别为163.03kg、30.77kg。(2)2005年黑庙沟流域土壤侵蚀量为6927.86t，土壤侵蚀模数为3610.67t／km~2，为中度侵蚀。(3)模拟降雨结果表明，12个实验处理的降雨前后表土因土壤侵蚀发生养分含量呈下降的趋势，并且在各处理下，速效养分流失的比例要高于全量养分流失的比例，特别是有效氮达到6.45，这说明坡面径流对速效养分的影响要大于全量养分。各处理下泥沙养分富集度都在1.0以上，其中有机质为1.43、全氮1.72、全磷1.46、全钾1.38；而有效养分的富集度大于全量养分，其中有效氮为2.21、有效磷2.64、有效钾1.52。各养分的富集度随着坡度的增大而减小。除了总磷外，施氮磷肥一定程度增大了各处理中氮磷养分的富集，同时施肥处理后，土壤中氮磷养分浓度增大，从而增大了泥沙的氮磷养分携带量。而施氮磷肥对有机质，钾养分流失影响不是很大。(4)2005年黑庙沟流域养分流失量为有机质36.06t、全氮3.34t、全磷1.84t、全钾56.09t，有效氮0.46、有效磷0.05t、速效钾0.61t。养分流失量与泥沙侵蚀量趋势基本保持一致，陡坡地＞缓坡地＞平地＞，农田＞林地。针对黑庙沟流域农业非点源污染的实际情况，本论文从“控源-节流-转化”三方面提出了一些方法和建议。