柴达木盆地是国家循环经济试验区的重要产业布局区,规划建设大柴旦循环经济工业园区。塔塔凌河是该地区最大的河流,为大柴旦地区提供了水资源保障。区内的地下水的开发利用目前主要集中在塔塔凌河冲洪积平原。自2003年该地段开展水源地勘查评价以来,已建成3处地下水水源地供水。但塔塔凌河作为该地区的供水基地,以往的调查和研究工作对地表水和地下水的相互转化,以及循环模式的研究相对不足。另外,与西北内陆盆地诸多流域相似,塔塔凌河流域也是一条河出山后流向了不同终端湖。这种排泄形式显示了盆山相间的构造格局下地下水循环演化的复杂性,也增加了研究的难度。解决这一问题始终是流域地表和地下水资源开发利用和生态环境保护要做的基础性工作。本文综合采用了水化学、环境同位素和数值模拟等方法,对特殊地质构造控制下的塔塔凌河流域水资源的循环演化规律进行了研究,取得了系统化和定量化的认识。1、收集了以往的调查研究资料,进行野外地质调查,了解了大柴旦地区的地形地貌和地质构造特征,明确了塔塔凌河流域地表水地下水的转化关系,揭示了地质构造控制下地表水和地下水转化的基本格局。即:在绿梁山北侧,塔塔凌河渗漏补给地下水,受构造阻水影响,地下水在山北富集,并向大、小柴旦湖排泄。其中,向小柴旦湖方向:地表水与地下水转化3次。向大柴旦湖方向,地下水沿古河道补给大柴旦湖,在大柴旦湖附近溢出补给地表水。2、塔塔凌河河水TDS沿程变化呈现由高到低再到高的变化特征,从山口（533mg/L）至绿梁山（480mg/L）再到溢出带（690mg/L）经细土平原区（1878mg/L）最终排入小柴旦湖（65476mg/L）。从出山口到小柴旦湖的中游河段,Cl·HCO₃—Na·Ca·Mg型为主;在小柴旦湖周边湖沼平原,水化学类型转化为Cl—Na型。冲洪积扇区浅层地下水为Cl·HCO₃—Na·Ca型,逐渐变为SO₄·Cl—Na·Ca型并排向小柴旦湖,水化学类型终变为Cl—Na型水。大柴旦湖区,塔塔凌河以地下水的形式补给大柴旦湖,在溢出带方有河水出露,水化学类型仍为SO₄·Cl—Na·Ca型水,在大柴旦湖周边转化为Cl—Na型卤水,地下水水化学类型自出山口到大柴旦湖的变化趋势和地表水基本一致。库尔雷克山到绿梁山南,水化学反应类型以水岩反应为主,在细土平原区,以蒸发作用为主,沿程伴随有有离子交换反应的发生。大柴旦湖区的水动力条件差,水化学组分受离子交换作用影响较大。3、同位素在平面上的分布特征表明,塔塔凌河主要的补给来源是北部库尔雷克山和柴达木山的冰雪融水。沿河剖面的同位素特征表明塔塔凌河河水和地下水多次转化。根据¹⁴C的分析结果表明,塔塔凌河冲洪积扇地下水循环至大柴旦湖地区的周期明显长于循环至小柴旦湖地区的周期,小柴旦湖地区的地下水更新相对较快。4、利用Modflow建立数值模型,模拟了地表水和地下水转化的动力学过程,按照水动力条件,参考水化学类型的分布特征,在垂向上,将地下水流动系统划局部和区域两个循环系统,在局部循环系统中地下水的埋深浅,径流路径短,径流速度快。区域循环系统埋深深,循环路径长,径流速度缓慢。5、大小柴旦湖受水文地质条件和构造作用的影响,其循环周期和对局部、区域流动系统的循环量比例也不同。在小柴旦湖区,局部循环系的统循环量约占总循环量的62.47%,循环周期小于2000年;区域循环系统的循环量约占总循环量的37.53%,循环周期大于2000年。在大柴旦湖区,局部循环系统的循环量约占总循环量的53.31%,循环周期小于6000年;区域循环系统循环量约占总循环量的46.69%,循环周期大于6000年。