水是人类生存的基本条件和生产活动最重要的物质基础,随着经济和社会的快速发展,我国水污染现象越来越严重,现有的水资源质量不断下降,水环境持续恶化。其中农业非点源污染物是引起地表水富营养化的主要因素,湿地能通过吸附、沉淀、植物吸收、微生物转化等作用有效截留和去除非点源污染物。由于农业面源污染低浓度、大范围的特点及其排放途径,沟渠湿地在治理农业面源污染方面将是不可替代的一种工程技术措施,已得到世界范围内的认可,其应用前景十分广阔。因此,研究半干旱地区沟渠湿地水文及水环境效应机理,对农业面源污染的治理及水环境生态修复、对半干旱地区水资源的可持续利用将具有重要的理论意义和实用价值。本文对北方半干旱地区沟渠湿地中氮、磷去除机理的分析研究得出:湿地中的氮主要通过氨化过程、硝化、反硝化过程、固氮过程和氮的同化作用迁移转化;通过植物吸收、氨的挥发、介质的吸附以及微生物的硝化—反硝化脱氮。湿地中磷主要通过地表径流流失;通过植物吸收、物理化学作用及微生物去除三方面作用去除。本文分析了北方半干旱地区沟渠湿地的水文过程,建立了湿地水文过程的数学模型,结合SWMS₂D模型,编制计算机模拟程序,对不同水平年进行数值模拟,结果显示:沟渠的衬砌情况和沟间距对沟渠湿地的水文过程有较大影响。为定量研究沟渠湿地系统的大面积应用提供理论及技术分析手段。