酒泉东盆地位于甘肃省河西走廊中部,为黑河流域中游地区,是典型的半沙漠干旱性气候区,地下水资源是该地区人们生活和生产的重要来源。近年来,随着大量水利工程和农业灌溉配套引水工程的兴建及不断地开采地下水,进而改变了地下水天然的补给、径流、排泄的关系,最终导致当地生态环境不断恶化。因此,研究酒泉东盆地地下水水化学特征及演化机理,为当地地下水资源的合理开发利用以及生态环境的保护提供理论依据。以研究区111组浅层地下水和22组深层地下水水样的水化学数据为基础,结合水文地球化学理论,应用数理统计等方法对地下水水化学组分含量和空间分布特征及水化学类型特征进行研究。结果表明:浅层和深层地下水均总体呈弱碱性淡水,阴离子均以SO42-和HCO3-为主,阳离子均以Mg2+和Na+为主;浅层地下水中的TDS、Ca2+、Mg2+、K+、Na+、SO42-、Cl-和深层地下水中的TDS、Na+、SO42-、Cl-的空间分布特征具有一定的相似性,均主要呈现出沿地下水径流方向,由盆地南部的山前地下水补给区至北部的金塔-合黎山前的地下水排泄区,TDS和离子浓度逐渐升高的趋势;浅层和深层地下水中NO3-含量大部分地区均较低,表明研究区地下水受人类活动影响较小;浅层地下水水化学类型由盆地南部(地下水补给径流区)的HCO3·SO4—Mg·Ca型逐渐向盆地北部金塔南山前(地下水排泄区)的SO4·Cl—Na·Mg型演化;同样的,深层地下水则由HCO3—Mg·Ca型逐渐向SO4·HCO3—Na·Mg型演化。运用同位素技术及分析方法,探寻地下水同位素特征及补给来源。结果表明:酒泉东盆地浅层地下水中的δ18O和δD平均值分别为-9.60‰和-60.78‰,深层地下水中的δ18O和δD平均值分别为-10.07‰和-63.75‰。浅层和深层地下水δ18O、δD值均主要靠近当地大气降水线,且主要位于大气降水线以上,表明研究区浅层和深层地下水的补给来源于祁连山区的冰雪融水和大气降水,且以冰雪融水为主。另外,浅层和深层地下水之间具有一定的水力联系。通过对地下水水化学数据的相关性分析、Gibbs图分析、Piper三线图分析及离子比例系数分析,探讨了地下水水化学组分的来源及水化学演化规律。结果表明:在盆地南部山前的地下水补给-径流区,浅层和深层地下水中的化学组分主要来源于硅酸盐岩风化、蒸发盐岩溶解以及碳酸盐岩的风化,浅层地下水由盆地南部的补给-径流区向盆地北部的排泄区径流过程中,蒸发浓缩作用及阳离子交替吸附作用逐渐成为其水化学成分的主要控制因素,深层地下水在径流过程中则主要发生溶滤作用和阳离子交替吸附作用。