妫水河作为延庆的母亲河,是北京市重要的供水水源河道和水源保护区。随着延庆区社会经济的快速发展,流域内生产生活活动所引起的面源污染问题日益突出。为提升妫水河水质和流域生态环境质量,在妫水河流域开展面源污染防治研究具有重要意义。本研究以妫水河流域为研究对象,在查阅文献、现场调研和资料收集的基础上,通过污染系数法对妫水河流域面源污染负荷进行计算,分析面源污染来源。利用PhosFate模型分别进行妫水河径流变化及影响因素分析和妫水河流域面源污染特征分析及关键源区识别。在此基础上,分别研究了人工降雨下草本覆盖面源污染控制技术与自然降雨下典型面源污染拦截措施的养分流失控制机理与效益。以期为妫水河流域面源污染综合控制提供技术支撑。具体为:（1）在确定面源污染排放系数基础上,选择农村生活、农业种植、畜禽养殖3类主要污染来源进行妫水河流域面源污染负荷估算。同时选择总磷（TP）、总氮（TN）两项指标分析污染源排放特征及其时空变化情况,为从源头防治面源污染提供理论依据。研究结果发现,2006至2016年间,妫水河流域由农村生活与农业种植所引起的总磷与总氮污染量变化不明显（P>0.05）,但总量均呈现波动减少的趋势。畜禽养殖污染量从2006年至2012年波动升高,2013年急剧降低后缓慢升高,在2016年再次降低,通过分析可以发现畜禽养殖业污染是流域面源污染的主要来源。（2）研究在PhosFate模型校准基础上,设置不同的情景模式,利用模型模拟研究气候和土地利用变化对流域径流的影响。结果显示,近30年内流域气温与降雨没有明显变化趋势,造林是影响流域径流量近30年减少的主要因素。随着流域造林面积的增加,流域径流量随之减少。根据北京市发布的发展规划和未来气候变化趋势进行未来10年妫水河流域径流量预测,未来流域内土地利用的变化不会使河道流量明显减少。气候变化方面,气温升高3℃对总径流量影响不大,而降水的波动对流域径流量影响较大。同时研究证明了PhosFate模型在北京地区具有一定的适用性,可为北京市流域治理提供新的工具。（3）利用PhosFate模型模拟妫水河流域面源污染情况,分析流域面源污染特征,识别流域内面源污染关键源区。结果表明,随着森林面积的增加和农田面积的减少,河道输沙量与颗粒态磷（PP）输移量也随之减少。流域内土壤侵蚀大部分属于微度侵蚀（<200 t/km~2·a）,土壤侵蚀量较大的区域主要分布在流域东部及东南部。流域内的农田尤其是分布于坡面的农田,是土壤侵蚀与颗粒态磷流失的重点区。土地利用变化对溶解态磷（DP）输移量影响不明显,流域溶解态磷流失关键区主要分布在城镇、村落以及河道周围。（4）为定量研究草本植物结构对养分流失的影响,采用室内模拟降雨试验,在30mm/h雨强下,选择紫花苜蓿（Medicago sativa L.）和狗尾草（Setariaviridis（L.）Beauv.）,采用4种不同的植被覆盖度（0,20%～30%,50%～60%,80%～90%）,2种处理方式（保留整株植物、仅保留地下部分）,研究草本覆盖下坡面养分流失规律及其流失机制。结果表明,养分流失量随植被覆盖度的增加逐渐减少,在相同覆盖度条件下,种植狗尾草的坡面养分流失量低于紫花苜蓿坡面。紫花苜蓿冠层对养分流失的阻滞作用高于狗尾草,狗尾草根系阻滞养分的能力强于紫花苜蓿。坡面总氮、总磷流失量与坡面阻力F之间呈对数函数关系,为y=-aln（x）+b（y为坡面阻力,x为养分流失量）,不同植物根系根长密度和养分流失量之间呈指数函数关系,为y=ae-bx（y为养分流失量,x为植物根系根长密度）。（5）在流域内设置8个不同的面源污染拦截措施径流小区,包括裸地小区,草地、灌草地和农地共三种植物措施小区,以及荒地中布设1条0.6m渗滤沟、2条0.3m渗滤沟、1条1m渗滤沟小区和农地中布设1条0.6m渗滤沟共四种工程措施小区,观测野外自然降雨条件下,不同典型面源污染拦截措施的面源污染拦截效益。结果表明,降雨量越大,各径流小区内产流产沙量与养分流失量也越大,各径流小区中裸地小区产流产沙量与养分流失量最大,其次是农地小区、草地小区与灌草小区,修建有渗滤沟的径流小区径流量明显减小。植物措施中,灌草地对总磷流失的拦截效果最好,其养分阻滞效益达50%以上。不同渗滤沟措施下,从总体来看,修建有0.6m宽渗滤沟荒地小区中养分流失量（总磷、总氮）较其他径流小区相对较高,当降雨量较小时,修建有渗滤沟的径流小区养分（总磷、总氮）阻滞效益平均可达80%以上。