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黑龙洞泉域位于河北省邯郸市西南部,是北方岩溶泉群的代表之一,该泉域为当地居民的生活和工农业的发展提供了优质的水源。论文以黑龙洞泉域岩溶水为研究对象,对泉域地质及水文地质条件开展了系统性的研究,分析了泉域岩溶水水化学演化规律,并开展成因分析,建立了多尺度多重介质水文地质模型,模拟泉域岩溶水运动规律,提出了黑龙洞泉域岩溶地下水可持续利用对策。本次研究的主要成果如下:（1）岩溶发育及岩溶水流场特征。收集分析泉域内113个钻孔抽水资料,得出泉域岩溶发育规律,随着灰岩埋深的增加岩溶发育减弱。对岩溶水水位长期观测资料与降水观测数据分析,岩溶地下水位变化随大气降水的变化大约每十年左右为一个周期。通过分析自上世纪70年代至今的岩溶地下水流场变化特征得出地下水流场变化受人类活动的影响较大。（2）岩溶水化学分布特征。根据不同时期的水化学资料,并借助Piper三线图分析得出在径流条件好的北部和南部径流带水化学类型多为HCO3-Ca·Mg及HCO3·SO4-Ca·Mg型,而在鼓山东侧随着奥灰顶板埋深的加大,岩溶发育减弱,水化学类型变化为SO4·Cl-Ca及Cl·SO4-Na·Ca。煤矿开采导致岩溶水动力条件复杂,导致更多的矿物溶解,Ca、Mg离子含量增加,硫酸盐更多的溶解于水中,造成水中矿化度增加。对岩溶水系统取样进行微量元素测试,通过对微量元素含量空间分布特征分析,得出微量元素空间分布特征与泉域径流条件相关性大,在地下水流速快、岩溶发育程度高区域离子交换作用强。（3）岩溶水循环周期研究。根据氚同位素进入地下水后质量守恒的原理,计算得出岩溶水循环周期为17～85a,并分析出补给区地下水更新速率最快,径流区次之,排泄区最慢。（4）岩溶水运动规律模拟。以黑龙洞泉域水文地质条件分析结果为基础,建立水文地质概念模型,借助Visual MODFLOW建立地下水数值模型,模拟岩溶水运动规律。分别运用数值模拟法和均衡法对水资源量进行计算及分析预测,得出岩溶水可开采量为21086万m3/a。（5）岩溶水资源可持续开发利用研究。对泉域不同行政区不同用水类型进行需水预测,2030年、2040年需水量大于岩溶水可供水量,开展水资源优化配置,建立多目标水资源优化管理模型,得到水资源优化配置结果,结合泉域水文地质条件提出水资源可持续开发利用措施。论文的创新点体现在基于长时间序列的水化学监测资料,阐明了泉域岩溶地下水水化学演化规律;通过泉域岩溶地下水微量元素水化学特征研究,揭示了泉域岩溶地下水运动规律;对泉域补给区入渗系数分区,提高了参数精度,建立了泉域水文地质概念模型和数值模型。