随着人口快速增长与工农业迅速发展,对水资源的需求量越来越大,合理利用和保护有限的水资源就成为社会稳定发展的一个难题。特别是干旱内陆地区的水资源问题尤为突出,地表水资源缺乏且供给不稳定,地下水在人类生活和生态系统的良性循环过程中占据重要地位,但是毫无节制的开采地下水资源,并由此引起的地下水的盐度升高和地下水位下降,严重影响了水资源的可持续使用。梨园河流域位于甘肃省张掖盆地以西,是黑河的一级支流,但比黑河干流的研究程度低,为了有效实现黑河流域整体水资源的优化利用和生态环境良性循环,对梨园河流域地下水资源的认识有非常重要的意义。论文综合利用水化学与同位素技术,结合水化学模拟方法和相关的数理统计法来探讨地下水来源、演化以及水环境状况,主要成果如下：(1)梨园河流域地表水的利用中,农田灌溉所占的比例最大,其次是林草灌溉用水,工业、农村人畜饮水、第三产业和公共绿化设施所用地表水量较小,但是农田灌溉所用水量呈下降趋势,由1998年的45000万m3下降到2007年的36000万m3,工业用地表水量逐渐增加,由30万m3增加到65万m3。地下水的利用中,农田灌溉和农村人畜的取用量最大,农田灌溉用水从1998年的2000万m3增加到2007年的5300万m3。(2)地表水中δ18O值分布范围是-8.75～-7.01‰,均值为-7.89‰,δD值分布范围是-49.71～-47.37‰,均值为-48.42‰;而深层地下水中,δ18O值的分布范围是-9.37～-6.89‰,δD值分布范围是-65.22～-47.31‰,相对较浅层地下水负。浅层地下水的d均值为15.84‰,而在深层地下水中为12.94‰,大于黑河源区的大气降水,小于且接近祁连山冰雪融水,说明地下水中最主要的补给源可能是冰川雪融水和源区降水的混合补给。(3)地表水的水化学类型主要为Ca-HCO3型;地下水的水化学成分中,阳离子以Ca2+过渡到Mg2+为主,个别样点表现出Na+为主,阴离子以SO42-过渡到HCO3-为主。地下水中发生了水-岩反应、不同来源水的混合和阳离子交换作用等。水文地球化学模拟结果表明,浅层地下水中的石膏不饱和,而方解石和白云石处于饱和状态。深层地下水中也表现出了相同的规律。当水中方解石和白云石过饱和时,对一些工业生产不利,比如电力厂、锅炉厂等。此外,地下水中石膏、方解石和白云石共同所处的状态,导致同离子效应发生,即石膏溶解促进了方解石和白云石的沉淀。(4)大部分地区的地下水水质较好,地下水的矿化度小于1000mg/L,适于人类饮用和农业灌溉。个别样点的NO-3和S042-浓度分别超过饮用水标准的45mgL和250mg/L,比如点17的NO-3浓度为119.3mg/L,点21的浓度为580.8mg/L,两个样点都来自浅层地下水,可能是地表灌溉水入渗影响。地表水和地下水的水化学类型在最近三年来未发生明显变化,地表水的综合污染指数为0,说明水质良好。总体上水环境质量受到人类活动的影响较小,但是有必要控制和合理安排人类活动,预防水污染危害的发生,达到水环境、生态环境和经济等和谐共处、可持续发展。