黄河流域是中华民族的发祥地之一，历史悠久，人文灿烂，因其在中华民族历史上的特殊地位而备受关注。地下水不仅是流域内人类生产生活的重要来源，而且还是维系生态环境的重要因子，对维持流域地质生态环境良性发展具有重要意义。受自然和人类活动的影响，黄河流域地下水环境近50年来发生了较大的变化。 为此国家科技部设立了973重大基础研究课题，其中第六专题为“黄河流域地下水可再生能力变化规律”，本文是在专题的主要资助下，围绕着黄河流域地下水环境演化和调控开展的研究工作。 全文以系统思想为指导，以流域水资源与生态环境协调发展为目标，应用地下水环境演化的理论与方法，以三水转化为主线，从地下水形成条件、历史演化、脆弱评价、未来预测、调控5个阶段，对黄河流域地下水环境演化进行了系统、完整的分析研究。 具体研究内容如下： (1)黄河流域三水转化及其模式； (2)黄河流域地下水环境演化及其地质生态环境效应； (3)黄河流域地下水环境脆弱性评价； (4)黄河流域地下水环境演化趋势预测； (5)维持黄河流域地下水环境良性发展的调控途径。研究中采用多学科和方法，选择典型研究区进行分析论证，在黄河流域地下水环境演化研究方面取得了如下重要成果： 一、从系统观点和水资源角度，分析了流域水资源的内涵和特征；在阐明流域地下水形成与环境关系基础上，提出了流域地下水的地质生态环境功能。 从流域地下水与生态环境关系出发，提出了地下水环境演化研究的目标和基本观点与研究思路、研究内容与科学问题及研究特点、理论支撑和研究方法与手段，初步系统地建立了流域地下水环境演化的理论与方法，对于拓展和深化学科研究、丰富和完善学科理论与方法具有理论价值和实践意义。 二、在综合分析黄河流域地质构造、气象水文以及水文地质条件基础上，分析了黄河流域三水转化关系，进一步将黄河流域三水转化模式概化为5种模式，分析了其模式特点。 利用实际调查与综合分析相结合的手段，分析了黄河流域地下水与生态环境的密切关系以及黄河流域地下水对黄河水的贡献，进一步深化了对黄河流域水循环规律的认识。 三、以动态的观点，从地下水与生态环境关系出发和地下水动力场、化学场演化角度入手，从时间和空间两方面，系统分析了黄河流域源头地区、傍河水源地、大型灌区、城市集中开采区、矿业开发区地下水环境演化特征及其地质生态环境效应，得出了流域典型地区地下水环境演化的规律；从影响地下水环境演化的驱动因子出发，揭示了黄河流域地下水环境演化的驱动因子，定量评价了黄河流域不同区段地下水环境演化的主导因子。 建立了自然和人类活动综合作用下的黄河流域三水转化关系，阐释了地下水环境演化、地质生态环境效应及其驱动因子关系，揭示了黄河流域地下水环境演化的“驱动--演化--效应”机制。这一研究为正确认识和合理调控黄河流域地下水环境提供了基础依据，而且对流域(特别是大尺度流域)地下水演化分析研究具有重要借鉴意义。 四、在分析地下水环境脆弱性基本概念基础上，结合黄河流域实际，应用DRASTIC指标法，对黄河流域地下水环境脆弱性进行了评价。 研究表明，黄河流域地下水环境总体上属于脆弱区，较强脆弱区占黄河流域面积的25％；中等脆弱区面积占黄河流域面积的67％，说明黄河流域地下水环境总体脆弱，地下水开发利用必须考虑地质生态环境的承受能力，这一结论不仅对地下水环境调控具有指导意义，而且为流域水资源合理开发利用提供了科学依据。 五、从自然变化和人类活动出发，对黄河流域地下水环境未来演化趋势进行了预测。对黄河流域在极端干旱条件下的地下水动力场演化进行了预测，表明地下水动力场会发生重大变化。以银川平原为例，计算了引黄灌溉变化对地下水的影响，表明引黄灌溉量的变化将会对地下水循环和地质生态环境效应产生重大影响。 对傍河取水条件下的地下水环境演化进行了预测，表明确定适宜的开采量是维持傍河水源地地下水环境良性发展的前提条件。其结论不仅进一步揭示了自然变化和人类活动对地下水环境具有重要影响，而且为当地水资源合理开发利用提供了具体依据。 六、从维持黄河流域地下水可持续利用与生态环境良性循环出发，建立了地下水环境调控的理论与方法，提出了调控的“一个目标，二个观点，三项原则，四条途径”。 通过估算地下水环境调控措施的效益，表明地下水环境可得到良性改善，水资源进一步得到了合理开发利用； 总体上可以达到表生生态环境改善、地质环境稳定、河川基流持续的目标，最终为改善黄河流域整个生态环境和黄河河川径流稳定起到了保障作用，对指导黄河流域水资源合理开发利用具实际应用意义。