地下水硝酸盐污染危害人体健康,是一个全球性环境问题。为了实现地下水硝酸盐污染的有效防控,需要准确识别其污染来源与变化趋势。工业化和城镇化背景下高开采强度含水层硝酸盐的来源尤为复杂多变,是地下水硝酸盐源解析中的难点。本研究选取滹沱河冲洪积扇为典型区,综合利用地下水定年、硝酸盐氮氧同位素和多元统计方法,揭示强烈开采含水层中硝酸盐的污染源变化规律,识别出城镇化背景下地下水硝酸盐污染的主控闪素,建立了典型冲洪积扇含水层硝酸盐污染源演化的概念模式,为实现地下水硝酸盐污染的有效防控提供了关键科学依据。取得主要结论:(1)滹沱河冲洪积扇地下水NO3-含量时空分布差异显著:时间上,高含量硝酸盐(>15mg/L,以N计)由零星点状分布(1991年)逐步扩展至面状分布(2014年),且在垂向上由50米以浅延伸至60-120m;空间上,高含量硝酸盐主要分布于城镇区、滹沱河河道带两侧及南部栾城污灌区。(2)联用3H-3He法和3H测年时间序列法计算研究区地下水年龄,建立了浅层地下水年龄结构。根据地下水年龄和采样时间,构建了地下水硝酸盐输入的时间序列。(3)利用氮氧同位素和地下水年龄,分别从定性和定量的层面解析不同土地利用类型地下水硝酸盐的来源及其变化。农田清灌区地下水硝酸盐来源由粪肥为主(51.2%)转变为粪肥和化肥的混合(化肥33.9%、粪肥32.7%)。农田污灌区地下水硝酸盐来源由工业污水为主转变为生.活污水为主。居民区地下水硝酸盐主要来源于污水和粪便(58.1%-64.7%),并未随补给时间发生明显变化。土地利用变化区则由化肥和粪便的混合转变为污水和粪便。(4)分析了不同土地利用类型地下水硝酸盐随补给时间的演变过程,并识别出地下水硝酸盐污染的主控机制。地下水硝酸盐随补给时间整体呈增加趋势,其中农田区地下水硝酸盐污染主要受控于农业发展过程中化肥和粪便氮的输入;城市区地下水硝酸盐污染主要受快速城镇化、工业发展及地下水过量开采的影响。(5)在地下水硝酸盐来源变化和主控机制分析的基础上,将污染源的演化过程划分为三个阶段:农业初级发展阶段、大规模农业发展阶段和快速城镇化发展阶段。根据以上研究结果,提出了不同土地利用类型和不同地下水年龄的硝酸盐污染分类、分区防控对策。