由于水稻种植生产中大量施用化肥,造成稻田降雨径流中氮磷污染严重,如何有效拦截控制稻田降雨径流中氮磷污染已成为水环境保护的重要科学问题。然而,目前关于稻田氮磷流失的研究主要集中在氮磷流失负荷以及单一生态拦截措施的拦截效果分析方面,缺乏对稻田氮磷流失特征及流失负荷分布规律的研究,缺少对降雨条件下稻田径流水质的综合评价;缺乏生态拦截控制工程中水生植物对氮磷的拦截机理研究,缺乏对拦截系统运行过程中各影响因素对氮磷拦截效果的影响显著性分析研究,缺乏稻田氮磷生态拦截工程各组成部分的作用机理及其对氮磷流失产生的影响规律研究。针对上述问题,本文以太湖域流宜兴地区浯溪荡北部支流-何家浜上游典型稻田为研究对象,首先,通过对水稻不同生长期降雨径流的跟踪监测,探究了稻田降雨径流氮磷流失规律及初期冲刷特征;其次,提出一种考虑不确定性的水质评价组合模型,对稻田降雨径流进行了准确直观的评价;再次,根据稻田结构布局和汇流过程,针对性地提出了“水生植物-填料-水力”协同作用的氮磷生态拦截技术,对水生植物的氮磷去除机理进行了全面系统的研究,并构建了生态拦截系统室内模拟装置,并通过正交实验揭示了不同影响因素对生态沟渠系统氮磷拦截效果的影响;最后,建设了集多项技术于一体的“线-点-面”式的“生态沟渠-生态塘-生态护坡”多级氮磷生态拦截示范工程,对其氮磷拦截效果、渗漏损失规律以及沟渠底泥氮磷释放规律进行了分析研究。取得的主要研究成果如下:（1）针对稻田氮磷流失特征及流失负荷分配规律不明确的问题,进行了水稻不同生长期降雨径流氮磷流失特征及分配规律研究,探究了稻田降雨径流的初期冲刷特征。选择了水稻生育期内4场不同强度的典型降雨事件进行了分析,发现稻田降雨径流中氮磷的流失量与降雨量和所处施肥周期的前后密切相关,降雨量越大,氮磷流失量越大;降雨处于施肥周期的前期,稻田径流氮磷流失负荷较大,而处于施肥周期的中后期,氮磷流失负荷相对较小;总氮、颗粒态总氮、氨氮浓度随径流量增加而升高,达到峰值后又随径流量减小而降低,硝态氮浓度总体表现为径流后期浓度高于径流初期;磷在强度较大的降雨径流中,主要以颗粒态为主,在强度较小的降雨中,以溶解态为主。以无量纲的归一化累积负荷（L）与归一化累积径流量（F）对比曲线（L-F曲线）,污染负荷累积率MFFn,初期25%径流携带的污染负荷比例FF25以及初期冲刷系数b来定性和定量地探究了稻田降雨径流的初期冲刷特征,总氮和氨氮表现出一定程度的初期冲刷效应,总磷初期冲刷效应不明显,在整个降雨过程中负荷分布较为均匀。稻田降雨径流氮磷污染严重,有必要通过合理建设生态拦截措施,降低其对周边河浜水质的污染。（2）针对稻田降雨径流水质评价的随机性、模糊性和灰色性,提出了一种基于改进云模型和灰色关联度的组合评价模型,并引入模糊熵作为评价结果的第二维参量,对稻田降雨径流入河水质进行准确评价。考虑水质信息的随机性和评价标准边界的模糊性,采用云模型进行水质评价,并对云模型的熵（En）的计算做进行了调整;为克服单纯主观赋权或单纯客观赋权的片面性,采用主观赋权法（层次分析法）和客观赋权法（改进CRITIC法）计算各指标综合权重;考虑水质信息系统的灰色性,采用灰色关联度分析水质状况;在偏差最小的原则下对云模型和灰色关联度法水质评价结果进行组合,克服了单一评价模型的局限性;并引入确定度向量模糊熵作为第二维评价参量,用以表征各水质指标等级归属的复杂度,该模型从水质等级和复杂度两个维度上揭示了稻田降雨径流水质状况,与单因子评价法、模糊评价法、单纯云模型和灰色关联度分析法的评价效果相对比,具有可靠的一致性、代表性和特殊性,评价结果直观有效。（3）针对目前水生植物氮磷去除机理研究不够全面,不同生长期去除效果差异尚未涉及的现状,对水生植物对氮磷的去除机理进行全面系统的研究,并完成了水生植物和填料的优化配置。选择5种常见挺水植物黄菖蒲、千屈菜、芦苇、香蒲和水葱,分别对其不同生长期水体氮磷浓度变化、植株叶绿素变化、植株氮磷含量变化、底泥氮磷含量变化、部分植物的光合特性进行了监测,并通过DNA测序研究了底泥中植物根际和非根际微生物群落特征,掌握了水生植物对水体氮磷的吸收贡献率和去除机理:黄菖蒲、香蒲和千屈菜在不同生长期对水体中的总氮、总磷均有较好的处理效果,尤其是在水生植物生长旺盛期,水体氮磷的去除速度更快,黄菖蒲在整个生育期对氮磷的吸收能力较为稳定;水生植物对氮磷的吸收随着植株体内叶绿素含量的升高,光合作用的增强而加快,芦苇对弱光的适应能力最强,黄菖蒲在生长初期光合速率较高;水生植物的生长改变了根际土壤微环境,黄菖蒲无论是在根际底泥还是非根际底泥中都富集了丰度较高的放线菌和厌氧绳菌,这有利于水体的脱氮除磷。天然沸石对氮的去除效果较好,且获取方便经济,是稻田氮磷生态拦截系统中的理想填料。（4）针对目前对生态拦截系统中各影响因素对氮磷拦截效果的影响显著性分析研究缺乏的现状,通过室内模拟试验,研究了生态拦截系统在水生植物-填料-水力协同作用下的氮磷拦截效果,通过正交试验揭示了不同因素对生态沟渠氮磷拦截效果的影响。根据水力相似原理构建了氮磷生态拦截系统室内模拟装置,通过试验对比了传统沟渠、植物沟渠和生态沟渠对氮磷的拦截效果,确定了生态沟渠对稻田排水中氮磷的拦截优势,且随着水力停留时间的延长,拦截系统中氮磷污染物的去除率不断提高;通过正交试验揭示了不同因素对生态沟渠系统氮磷拦截效果的影响,根据生态沟渠的动态正交试验的极差分析结果,对沟渠氮磷去除率的影响程度由大到小的因素顺序为:进水氮磷浓度＞进水流量＞水位＞SS浓度;通过模拟不同降雨情况下稻田排水氮磷污染情况,研究了三级生态塘对水体氮磷的去除效果,表明其对含中低浓度氮污染物的污水去除率最高,而对较高浓度的磷污染物去除效果较好;最后分析了优选条件下生态沟渠-塘系统对氮磷的去除效果。（5）结合稻田实际情况,建设了集多项技术于一体的“生态沟渠-生态塘-生态护坡”多级氮磷生态拦截示范工程,研究了生态拦截工程各部分对氮磷的拦截机理与效果,并分析了沟渠营养盐渗漏损失和沟渠底泥氮磷释放规律。生态拦截工程中生态沟渠采用水生植物和可再生沸石填料坝的组合系统,生态塘采用多级阶梯式“好氧-兼氧”系统,生态沟渠和生态塘之间连接处设置组合式生态护坡。该工程能够适应不同降雨径流量,能够有效拦截稻田排放的氮磷污染物。通过对2014-2016年水稻生长期不同强度降雨径流过程的连续监测,结果表明生态拦截工程对稻田降雨径流氮磷具有很好的拦截效果,整体氮磷拦截去除率分别达到48.1%、46.9%,其中生态沟渠对氮磷的拦截率要高于生态塘,生态护坡在大暴雨情况下能够弥补生态塘处理量有限的不足,且降雨结束后,“生态沟渠-生态塘”系统对TN、TP的静态去除效果比降雨过程中的拦截效果更好。拦截系统中植物的收割能够带走系统中大量的氮磷营养元素,沸石填料坝对氮磷污染物的吸附、过滤拦截,沟渠底泥对氮磷的吸附等都对水体氮磷的去除起到了一定的作用,其中植物的吸收及收割是氮磷去除的主要方式。通过营养盐的侧渗及下渗试验发现:随着侧渗及下渗深度的增加,氮磷营养盐在土壤下渗水中的浓度逐渐降低,生态沟渠对营养盐的截留效果要优于传统土沟渠。最后通过沟渠底泥的氮磷释放试验,发现水生植物的存在能够抑制生态沟渠底泥中氮磷营养盐向沟渠上覆水的释放。“生态沟渠-生态塘-生态护坡”氮磷拦截系统可有效控制稻田排水对周边水体的污染,降低水体富营养化风险,形成良好的生态景观,具有很好的推广价值。本研究能为太湖流域稻田氮磷污染控制提供理论与技术支持。