哈尔滨磨盘山水库是哈尔滨市市区473.6万人的唯一饮用水水源地,随着社会经济的快速发展,人们环保和健康意识的提高,越来越关注水源地的环境安全问题。哈尔滨磨盘山水库流域主要污染源为非点源污染,采取有效的非点源污染防治措施,减少非点源的污染负荷是保障哈尔滨市的饮水安全,乃至对保证哈尔滨市社会稳定和经济可持续发展起到重大作用。本文通过构建分布式的物理模型SWAT,结合RS、GIS等方法对土地利用LUCC过程,对哈尔滨磨盘山水库流域非点源污染情况进行模拟,揭示了哈尔滨磨盘山水库流域非点源污染的规律,对不同土地利用情景模式预测非点源污染负荷,采用畜禽养殖非点源污染负荷预警值(A值)方法进行了环境风险分析,探讨研究区域非点源污染的最佳管理措施和成本分析,提出生态移民和生态补偿的最佳管理措施,研究的结果对进一步深入研究类似水源地保护、土地管理和利用具有重要的理论意义和参考价值。全文共分为4个部分,8个章节,第1部分即第1章,对非点源污染和水源地保护国内外最新进展进行了综述；第2部分包括第2章、第3章和第4章,主要对研究区域和SWAT模型进行了介绍,基础数据的处理和模型的率定、验证以及研究区非点源污染的现状进行分析；第3部分包括第5章、第6章、第7章、第8章,主要对研究区域进行了非点源污染的模拟,探讨如何有效保护水源地；第4部分是结论。通过研究,主要得出下述结论：(1)成功在哈尔滨磨盘山水库流域构建分布式的物理模型SWAT,进行敏感性分析、率定和验证,相对误差RE不大于20%,模型效率系数Ens不低于0.7,相关系数R2不低于0.68,表明模型当中参数的调教是可信的,模型预测的准确度是有一定保障的,可以满足模型预测的要求。(2)通过对哈尔滨磨盘山水库流域非点源污染的模拟,揭示了研究区域非点源污染的特征,找到主要的人为非点源贡献率是农业非点源。通过分析非点源污染的时空分布规律,说明非点源污染物流失大多数是发生在降雨和地表径流产生期间,汛期泥沙流失量占总流失量86%以上,汛期TN污染负荷占总污染负荷51.29%,汛期TP污染负荷占总污染负荷58.07%。距离水体较近的农村居民点和农田非点源污染负荷较高,对水体水质影响较大。(3)分析磨盘山水库流域土地利用变化情况,得出林地是磨盘山水库流域的主要土地利用类型,其次是未利用地占具较大大比重,从2009年到2013年,土地利用面积变化最大的是草地,由占区域面积1.8%增加到3.12%,增加了1.32%,增加草地面积1503.63hm2,其次是旱田面积变化较大,由占区域面积6.05%减少到5.08%,减少旱田面积1109.79hmz,其他类型土地利用面积变化均不大。(4)通过不同土地利用对非点源污染的影响分析,得出林地具有较强的减水、减沙效应,从非点源污染控制的角度考虑,现有的未利用地及大于15。不宜农耕的坡耕地应一律植树造林、种草,距离水体较近的大贵村、三人班村应尽早搬迁,耕地应退耕还林还草。(5)结合研究区域实际情况,分析了畜禽养殖非点源污染的环境风险。研究区域全年排放养殖废水总量为4.993万吨,其中含有TN1.073吨,TP3.92吨,粪便负荷量估算结果表明了三人班村、永胜林场承受畜禽粪便的能力最强,承受能力最弱的是长征经营所和曙光林场。对该流域村屯分别进行预警值A的求算,只有三人班和大贵村的预警级别达到Ⅲ级,其他地区均为Ⅱ级。(6)对磨盘山水源地非点源污染,采取最佳管理措施是生态移民和采取生态补偿机制。对流域的现有非点源污染负荷进行估算,结果表明研究区域土壤侵蚀的污染价值损失量最大约占45%,农村生活污染损失其次37%,畜禽养殖污染的价值损失最小约18%。本文主要创新点：首次对哈尔滨磨盘山水库流域土地利用LUCC过程的时间和空间变化特征对水库水量和水质的影响进行定量研究,提出了采取态移民和生态补偿的最佳管理措施。为定量化研究、分析和预测哈尔滨磨盘山水库流域非点源污染提供了新的方法。