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水环境污染中主要的污染类型为点源污染和非点源污染,随着点源污染治理不断得到科学有效地控制,非点源污染在水环境污染中所占的比重逐年增加。流域的非点源污染具有随机性、复杂性、广泛性等特点,一直以来是我国水环境污染治理的重点与难点,中小流域由于存在水环境容量较小,土地利用结构不合理,监管力度低等制约因素,更易产生水体富营养化等严重的环境污染问题。因此需要对流域非点源污染进行全面科学的治理,通过对非点源污染的定量化研究,不仅能够对污染来源分布、影响因素以及迁移转化规律进行合理客观的描述,还可以为流域生态环境综合治理提供科学的依据,这有利于从根本上解决非点源污染所带来的负面影响。本文以合肥市派河流域作为研究对象,在充分收集流域气象、水文水质、土地利用和相关污染源数据资料的基础上,结合遥感(Remote Sensing,RS)和地理信息系统(Geographic Information System,GIS)技术,使用水文模拟模型(Hydrological Simulation Program-Fortran,HSPF)进行合理的参数率定,对派河流域非点源污染负荷进行定量化的描述,并进一步分析了流域的非点源污染时空分布特征,通过设置不同的控制条件模拟与对比相应的情景下非点源污染负荷量变化情况,探讨了基于土地利用下非点源污染的治理措施。主要的研究成果如下:(1)通过对非点源污染现状、相关理论的总结以及不同模型之间的比较,分析当前非点源污染研究主要存在的问题,结合流域实际情况,选择HSPF作为目标模型,并进一步分析其适宜性;(2)对2015-2018年Landsat8 OLI影像进行遥感影像解译,得出不同年份的派河流域土地利用现状数据,分析其时空变化特征和变化趋势;(3)基于流域数据管理实用程序(Watershed Data Management Utility,WDMUtil),构建派河流域HSPF模型,利用2018年实测流量数据对流域水文进行敏感性参数分析和参数率定。结果显示,率定期总径流量相对误差为7.34%,月和日径流量纳什系数分别0.86和0.60,确定系数分别为0.94和0.79,验证期总径流量相对误差为4.70%,月和日径流量纳什系数分别为0.96和0.63,确定系数分别为0.98和0.78,总体上符合模拟精度要求;(4)在水文模拟的基础上,利用HSPF模型进行泥沙和水质模拟,以2015-2016年为率定期,2017-2018年为验证期进行敏感性参数分析和参数率定,最后得出氨氮和总磷浓度模拟结果。结果显示,2015-2018年氨氮模拟的相对误差分别为-18.06%、-16.27%、-37.48%和7.35%,总磷模拟的相对误差分别为24.74%、4.54%、-10.13%和-40.13%,总体模拟效果较为理想,模拟趋势与实测情况一致;(5)利用HSPF模型输出总氮和总磷的非点源污染负荷量,分析派河流域非点源污染负荷的时空分布特征以及不同土地利用类型的污染贡献率;(6)通过设置四类情景,模拟不同土地利用类型调整和管理措施下派河流域的非点源污染负荷量变化情况,总结和探索非点源污染最佳管理模式和污染控制措施。