This study aims to support the efficient management of exogenous nutrient sources, with respectto a dam reservoir containing water quality problems such as algal blooms. For systematicpollutant management of watersheds, it is necessary to understand the relationship among theland-use patterns, the morphological characteristics, and the nonpoint pollutant loads of the studysite (Youngju dam, South Korea). In this context, our methodological framework is founded uponthe following concept including (i) identification of hydrological response units, (ii) land-useanalysis, (iii) estimation of nutrient loads, and (iv) multivariate analysis. In detail, using the GISTool, the Youngju-Dam basin was classified into 44 subwatershed units including tributarystreams. The watershed environment analysis reflected the land-use patterns and morphologicalcharacteristics that are the basis of the variability of the pollution load of the watershed. As amethod, non-point pollution sources such as land-cover map, topographic map (DEM, slope),arable land-use pattern, and livestock breeding status. In analyzing the characteristics of nutrientinflow and outflow by subwatershed, flow rate, nutrients(TN, TP, NO3, PO4) and aquaticenvironment monitoring were performed at 36 monitoring points excluding watersheds. Finally,this study tried to quantify the characteristics between land cover type and nutrients by spatialpattern type through spatial analysis. The key findings from this study will be useful forquantitatively assess the nutrient loads according to land-use types and agricultural managementpractices in conjuction with watershed modelling approaches.