非点源污染已经成为继点源污染后，我国最为主要的一类污染源。特别是农业非点源污染已经成为最重要且分布最广的非点源污染。农业非点源氮、磷污染是一个十分复杂的自然过程，识别这样的复杂系统，需要对其进行多角度多层次的大量观测。SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型以水量平衡为驱动力，定量描述水文循环的各组分的过程，具有较强的物理机制，被广泛应用于水文和水质模拟中。本文在总结归纳国内外农田氮磷流失理论、模型研究和控制技术的基础上，选择湖北省漳河灌区杨树垱小流域作为研究区，采用SWAT模型对研究区氮磷等物质的运移情况进行模拟，并且模拟不同情景之间氮、磷的相对变化。然后采用实验进行综合对比分析。本文研究的主要内容如下：　　（1）以湖北省内杨树当灌区流域为研究对象，收集了研究区的数字高程模型、土地利用数据、土壤类型数据和气象数据，进行了一系列的转化，构建了空间数据库，并且以此建立了SWAT模型。　　（2）成功运用SWAT模型对研究区进行模拟，分析了不同降雨条件和不同土地利用类型下径流中氮、磷和含沙量的变化情况。降雨条件是产沙量以及氮磷营养物质的驱动因素；不同土地利用类型对农田氮磷营养物质的迁移有很大的影响，主要原因在于氮磷等物质的流失与土地利用类型有关联。　　（3）进行实验模拟，设计了一系列实验方案，依据漳河灌区流域特征，选择不同的土地利用类型、灌溉方式、降雨条件等进行监测。结果表明影响灌区氮磷排放的因素有很多，主要都是依靠降雨-径流为动力进行传输和运移。　　（4）在模型方面，针对不同土地利用状况下氮磷运移规律，对原位条件与极值模拟状况下全林地和全草地的相对情势进行了研究分析；针对不同降雨条件状况下氮磷运移情况，讨论了不同降雨强度下的氮磷输出情况。在实验方面，分别讨论了旱地与水田、水稻与玉米、不同雨强、不同灌溉方式下径流中氮磷输出情况。　　（5）合理利用土地利用，采用节水灌溉方式和间歇式施肥耦合明显减少水稻氮磷污染负荷的排放量。可以提高灌区的水资源利用效率，提高氮肥、磷肥的利用率，进而减轻非点源污染排放，是实施节约资源以及创建良好的生态环境的重要措施。