三塘湖煤田为新疆自治区规划的“西煤东运”大型煤田基地，是自治区“358”项目的重点煤炭勘探区。三塘湖地区属于中温带干旱气候，夏季酷热，冬季寒冷，降水稀少，蒸发强烈，地表水系不发育，该地区无常年性河流，目前三塘湖地区生活、生产主要利用地下水。水资源短缺已成为促进三塘湖煤炭资源开发利用的主要制约因素。所以需要尽快开展供水水文地质勘查工作，深入分析论证，研究提出地下水资源利用方案，努力破解水资源方面的制约瓶颈。本课题通过对国内外地下水数值模拟现状的总结，在前人勘查工作的基础上，收集研究区已有研究成果图、钻孔数据、地下水开采量、观测孔水位、气象、水文、含水层组结构、地下水补径排条件、地下水动态特征等水文地质资料，确定主要含水层及其水力特征。采用研究区已有抽水试验资料，确定研究区的水文地质参数以及参数分区。综合分析区域水文地质边界条件、地层结构、初始条件、地下水系统源汇项等，应用GMS软件建立研究区的三维水文地质结构模型。在水文地质结构模型基础上，应用MODFLOW软件建立地下水流数值模拟模型，并对模型进行参数识别与校正。从模型识别结果可以看出，计算水位与实测水位整体拟合程度较好，该模拟模型所用的参数是基本合理的，利用该数值模拟模型可以较为可靠地仿真研究区地下水渗流场。在分析地下水富水性以及地下水资源的需求基础上，本文提出了两类地下水开采方案：一类集中水源地开采，另一类详查区分散开采。运用本次所建立的地下水流模拟模型对各开采方案进行20年模拟期的流场预测，得出以下结论：（1）集中水源地开采方式下，方案2和方案6，预测在开采20a后水源地的地下水位降幅较大，为不可持续开采方案；方案3和方案7，在持续开采20a时地下水位已基本趋于稳定状态，开采量基本保持在设定的开采量水平，为可持续开采方案；方案4和方案8，在持续开采20a时地下水位已趋于稳定状态，开采量基本保持在设定的开采量水平，为可持续开采方案。（2）在详查区南部山区水利工程建设前后，集中水源地开采方式下，考虑到供水量的最大化，方案3和方案7是最优可选方案，即利用现有的3个探采结合井（KT19、KT20和KT21）和新增的4眼开采井（J1、J2、J3和J4）进行开采，总计开采量分别为263×104m3/a和197×104m3/a。（3）设定在详查区的宜开采区和较宜开采区分散开采地下水方案是可行的，水利工程实施前后详查区地下水可开采量分别为431×104m3/a和256×104m3/a是有保证的。地下水开采量主要由潜水蒸发减少量和泉流量的减少量构成，开采第20a末方案9和方案10的均衡差分别为-54×104m3/a和-86×104m3/a，小于现状年的地下水均衡差。（4）模拟区南部山区的5条沟形成的河道潜流和河道入渗是该区地下水的重要补给来源。（5）在模拟区南部山区水利工程建设之后，该区的泉流量将随着时间的延续逐渐减少，10a后大部分泉水干涸。模拟区潜水埋深＜5m区域面积将有所减小，对荒漠植被将造成一定的影响。