灞河属黄河支流渭河的一级支流,是西安市典型的城市河流,它是连接西安市两大生态带(秦岭和渭河)的重要纽带,也是西安市重点建设的城市生态补偿区。西安市社会、经济的高速发展使得灞河流域生态健康问题日益备受关注。近年来,灞河流域点源污染的有效控制得益于综合治理工程的实施,非点源污染亟待解决。本文以灞河马渡王子流域为研究区,探讨了AnnAGNPS模型在灞河流域的适用性,为灞河流域的面源污染提出措施建议。(1)灞河流域年尺度径流量实测值与模拟值之间的相对误差Re控制在±13%以内,Ens为0.93,R~2为0.99;月、日尺度模拟偏差均控制在±12%以内,月尺度R~2、Ens均大于0.84,日尺度R~2、Ens均大于0.56,该模型适用于灞河流域的径流模拟。(2)对于非点源污染模拟,本文采用2017年7、8月的5次降雨事件对模型进行校验,总氮的实测值与模拟值的相对误差Re控制在±13%以内(除了20170813的降雨事件),总磷有三次降雨事件的实测值与模拟值相对误差Re维持在-12%~40%之间。运用校验好的AnnAGNPS模型对流域内非点源污染负荷进行定量模拟。灞河流域2007-2016年地表径流、总氮和总磷负荷整体呈下降趋势,模拟年2007年、2009年和2011年地表径流量达到2亿m~3以上,总氮负荷高达5300 t,总磷负荷超过1000 t。2016年全年降雨总量的66%主要集中在5月至8月,5月至8月份地表径流量、总氮、总磷分别占全年总量的84%、93%和91%。(3)模拟结果表明,单位面积非点源污染负荷主要集中在流域中下游小流域。平均单位面积总氮、总磷污染负荷分别为31.63 kg/ha、9.31 kg/ha。流域各地类单位面积的总氮负荷变幅5.79~115.75 kg/ha,总磷负荷变幅0.65~27 kg/ha。不同土地利用类型方式下,非点源污染负荷的贡献差别较大。乔木林地单位面积总氮负荷仅有5.79 kg/ha、总磷负荷仅有0.65 kg/ha;耕地单位面积总氮负荷高达32.19 kg/ha、总磷负荷高达9.28 kg/ha。(4)根据灞河流域非点源污染负荷的时空分布特点,对全流域和特殊小流域(灞河中游小流域)设置不同情景方案,开展模拟与分析,提出了非点源污染防治的对策和措施。全流域调整水土保持措施因子P,总氮负荷、总磷负荷的削减效果显著,分别减少了35.63%、43.45%;灞河中游小流域30%、50%和100%的耕地实行退耕还林措施,总氮负荷分别减少28.20%、43.01%和78.23%,总磷负荷分别减少33.56%、53.94%和66.81%。