降水经过植物截留、填洼、蒸发、下渗等一系列损失后会产生径流。径流是氮磷等非点源污染的主要载体,导致水土中养分的流失,进一步造成水环境污染逐渐加剧。因此,明晰自然降雨特征、探讨不同情景下的产流机理及其氮磷迁移特征对区域降雨径流规律剖析和非点源污染的科学控制具有一定的理论和现实意义。本文以河北省永年区为例,基于近39年逐小时降雨资料,采用特征排频法,针对不同时期进行典型降雨过程分析;以河北工程大学临洺关人工降雨-径流试验场为试验平台,设计了产汇流及其氮磷迁移试验方案;通过对径流的观测、径流水样及土样相关指标的测定,从产流流量变化趋势、径流及土壤养分浓度分布特征等角度出发,进一步探究了不同植被、雨强、坡角下人工样田产汇流响应过程,分析了小麦样地不同生长期内的氮磷迁移规律。主要研究结果如下:（1）设计了华北平原汛期、非汛期典型降雨过程。基于特征排频法,设计了汛期及非汛期典型降雨过程,汛期典型降雨具有短而急的特点,降雨量主要集中在后部,设计降雨的雨量为16.5mm、峰值为6.2mm、降雨历时为3h、雨型为单峰靠后;非汛期典型降雨具有长而缓的特点,设计降雨的雨量主要集中在中后部,降雨量为15.9mm、峰值为2.6mm、降雨历时为10h、雨型为单峰居中。不同时期特点迥异的设计降雨过程较好的反映了区域降雨的时程特征。（2）探讨了不同植被、雨强、坡角下华北平原产流机理。地表径流过程与降雨过程具有高度一致性,且雨强越大,地表径流量越大;壤中流具有一定的滞后性,雨强越小,滞后性越明显。随着坡角的增加,地表径流产流时间提前,径流量增大;壤中流产流时间滞后,径流量减小。植被覆盖及生长过程对径流产流过程具有显著的影响,植被覆盖度越大,地表径流产流越慢,径流量越小;随着植物生长,轮作制度下植被根系增加了试验土槽中部的孔隙率,小麦成熟期壤中流产流较小麦幼苗期的要快且量值增加,该效应更加显著。（3）分析了小麦不同生长期内养分随径流和土壤的迁移规律。径流的养分流失与径流量呈正效应,径流量越大,径流中养分浓度越大;土壤的养分流失与径流量呈负效应,且在土壤深层,该效应愈加显著。由于植被根系对氮磷的吸收拦截作用,可减少壤中流的养分流失,且随着植被生长和根系的不断发达,该拦截作用愈加显著,其中总氮浓度减少50%～60%,铵态氮浓度减少50%～68%,总磷浓度减少55%～78%相比较而言,对总磷浓度降低程度较大,表明磷素更容易被土壤吸附固定。因此,促进水分下渗,减少地表径流量,可以大幅度降低氮磷等非点源污染的输出。研究成果对华北平原产流规律的解析及氮磷等非点源污染物的朔源和科学控制提供一定借鉴和参考。