本研究在充分调研程海流域自然、经济状况的基础上建立SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型,分别在时间和空间尺度上解析非点源污染特征。选取典型子流域,基于SWAT模型评估不同最佳管理措施(BMPs)对氮磷负荷的削减效率,同时分析BMPs的成本效益,筛选出合理高效的最佳管理措施。以期为程海流域非点源污染的防治与治理提供理论依据,同时为其他流域的非点源污染研究提供参考。主要结论如下:(1)基于数字高程图提取河网,将程海流域划分为250个子流域,根据土地利用、土壤数据和坡度,在子流域基础上进一步将程海流域划分为1727个水文响应单元。借助SWAT-CUP软件筛选出20个敏感参数,依次率定径流、总氮和总磷,结果表明模拟值与实测值一致性较高,SWAT模型能够很好地适用于程海流域。(2)采用皮尔逊Ⅲ型曲线拟合算法挑选2007年(839.1mm)、2013年(747mm)和2006年(683.7mm)分别代表丰水年、平水年和枯水年。程海流域氮磷负荷在丰水年最高,平水年其次,枯水年最低。氮磷流失主要集中在夏季(6～9月),Pearson相关性分析表明降雨是非点源污染产生的主要驱动力。流域非点源氮流失的主要形态为硝态氮,磷流失的主要形态为颗粒态无机磷。程海流域西部氮负荷显著高于东部区域,流域西部氮流失的主要形态为硝态氮,东部尤其东北部区域氮流失的主要形态为有机氮。流域东北部的1、3、7号子流域磷流失强度最大,磷流失的主要形态为颗粒态无机磷;流域东南部溶解态磷比重相对较高,可能与子流域空间尺度有关。(3)选取关帝河子流域为研究对象,采用无人机航拍技术获取高空间分辨(0.07m)土地利用数据,耕地区域解译至具体作物类型。林地、有林地和耕地为主要土地利用类型,占比分别为52.52%、15.01%、10.6%。其中,耕地区域主要种植的农作物为玉米、水稻和生姜,面积分别为108.76 ha、12.85 ha、5.2 ha。精细的土地利用空间数据可以使模拟过程更加贴近实际,提高BMPs评估结果的可信度。(4)在流域尺度上,对氮磷负荷的削减效率由高到低排列依次为:植被缓冲带(BS)>15°以上坡地退耕还林(RF1)>有林地补植(RF2)>化肥减施(FR)。植被缓冲带的平均削减率约为35%,15°以上坡地退耕还林平均削减率约为30%,有林地补植和化肥减施的削减率均低于5%。BMP组合后对氮磷负荷的削减效果优于单个BMP。BS5+RF1+FR50组合情境下削减效率接近60%,BS5+RF1组合情境下削减效率约为55%,削减效果较好的组合都包含植被缓冲带。(5)植被缓冲带和15°以上坡地退耕还林的成本-效益比(CE)较低,成本-收益比(CB)值较高,属于回报高、效果好的措施。有林地补植成本较高,对非点源污染控制能力有限,环境效益低。化肥减施虽然成本较低,但会显著减少农业收入,农民配合意愿可能不高。