水资源是当今社会生产生活及经济发展不可或缺的关键要素。随着人类社会的发展以及城市化进程的不断加快,水体污染已成为影响人类生活和制约经济发展的瓶颈问题。为预测不同水体污染防控措施下水环境质量的变化情况,利用水环境模型对流域水环境质量进行模拟和描述,预测其时空变化规律,具有重要的现实意义。分布式地表水环境模型自提出以来便成为辅助水环境质量模拟研究的重要工具,对水体水质变化规律研究具有重要的意义。SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型作为分布式模型的代表,在流域径流、污染物迁移转化模拟和下垫面情景变化分析等方面应用广泛。依北京、天津、河北的地理位置、城市功能以及产业链关系,我国提出了京津冀协同发展战略,旨在推进地区分工协作,优化产业布局,在保护生态环境的基础上实现经济的发展,是促进人口与环境和谐发展,实现地区产业互补,带动整个区域经济增长的重大国家战略。水作为社会发展的基础性自然资源和经济资源,京津冀地区水体却受到了不同程度的污染,水污染防控已然成为该地区重要的战略性工作。本文以京津冀地区与海河流域重叠部分为研究区域,针对研究区内水污染问题,开展了3个方面的研究。首先,收集了研究区基础资料,了解研究区整体概况,并应用“3S”(GIS、GPS、RS)技术建立了研究区污染源数据库。其次,运用SWAT模型模拟了研究区各子流域氨氮(NH3-N)、总磷(TP)污染负荷,并运用输出系数模型结合一维水质模型对研究区各子流域COD污染负荷进行了模拟计算。最后,对研究区污染负荷进行了空间分析,并运用已建立的SWAT地表水环境模型和输出系数模型对典型区域水污染防控措施情景进行了污染物减负预测与响应评价。主要研究成果如下:1.通过对环统数据的收集、摘录以及数据整合,构建了京津冀地区点源污染数据库;并将从统计年鉴中获取的京津冀各区县农村人口污染负荷、非规模化畜禽养殖污染负荷和农业施肥量通过面积加权重新分配到各子流域中,构建了京津冀地区非点源污染数据库。2.完成了41处监测断面的水质模拟,NH3-N、TP污染负荷年值模拟结果相对误差均未超过60%,有37处断面COD污染负荷模拟结果相对误差低于30%。模拟结果表明,研究区内NH3-N、TP、COD污染程度总体呈南高北低,平原高山区低的趋势。NH3-N污染以石家庄城区最为严重,污染负荷强度约为300kg/km~2·a,北京、天津次之,污染负荷强度约为18.62～58.55kg/km~2·a;TP污染以唐山、保定、沧州最为严重,污染负荷强度约为0.61～1.84kg/km2·a京津两市次之,约为0.04～0.12kg/km2·a;COD污染以承德与唐山交界、北京天津城区、廊坊最为严重,污染负荷强度约为923.85～9,492.78kg/km2·a。其中,NH3-N、COD以点源污染为主要排放源,滦河、北运河水系点源排放以规模化畜禽养殖排放为主,永定河、大清河、子牙河与南运河水系以城镇生活污水排放为主;TP以非点源为主要排放源,农业施肥是磷污染的主要来源,而在各水系中下游地区,点源排放的磷污染物也是TP的主要来源之一。3.以子牙河水系为试验区域,对流域污染防控措施情景进行了预测和减负响应评价,研究结果表明,50%表层土施肥率结合30%点源削减量为最适污染防控方案。