地下水是水资源的重要组成部分，在我国西北和华北地区对支撑经济社会和可持续发展策略更加具有不可替代的作用。同时，地下水又是重要的环境要素，直接影响和改变生态环境状况。 忻州盆地为山西省境内汾河地堑的最北部的新生代断陷盆地，地处典型的干旱半干旱地区，地下水是其最重要的供水水源。从20世纪80年代以来，随着社会经济的快速发展，人口的增长，强烈的工农业活动和能源开采使该地区的水资源需求量剧增，深刻地改变着地下水天然赋存环境和区域水循环条件，地下水的开采量占到总取水量的70％左右。改革开放以后，由于对地下水缺乏统一规划、统一管理、统一开发，市场经济初步建立，水商品市场还没有规范，出现了水井分布不均、地下水水位下降、局部地区超采。同时，局部地区的地下水超采使盆地第四系地下水水位不断下降，地下水水质不断恶化导致可以利用的地下水资源日益减少，严重影响了城市工农业的发展，引发了一系列相关的水资源—环境问题，地下水环境处于不断退化的状态之中。针对目前忻州盆地地下水开采的一系列问题，对忻州盆地水资源进行评价和规划势在必行。因此，开展忻州盆地区域地下水流场模拟，建立盆地地下水数值模型为忻州盆地地下水合理开发利用提供重要的技术支撑。 本文在广泛阅读国内外相关文献的基础上，结合对山西省忻州盆地的水文地质条件的研究，分析了地下水开采的现状、补给、径流、排泄等条件，建立了忻州盆地水文地质概念模型。并以三维地质结构模型作为数值模型的介质场基础，结合边界条件，建立了地下水数值模型；根据现有资料对所建模型进行验证和调整；最后运用盆地地下水模型对不同地下水开采方案下地下水流场进行了预测和分析。得出以下结论。 1)根据忻州盆地的研究尺度和相关资料以及考虑到如何将现有的忻州盆地三维地质结构模型有机的结合起来，综合考虑GMS软件的相关优点，选用GMS软件对该研究区域进行数值模拟。 2)研究中模型的建立充分利用了GMS软件和MapGIS软件的功能，将MapGIS的图形编辑和分区功能利用起来，准备了输入模块的初步处理过程，研究和整理出具体的初始条件、边界条件、补给量和蒸发量的算法及其输入格式。在MapGIS中将各源汇项分区图和参数分区图编辑好后导入到GMS中，解决了GMS软件图形输入功能不足的问题。 3)模型的参数分区是在忻州盆地原有的三维可视化模型的基础上进行划分的。三维岩性结构模型对忻州盆地地层和岩性结构进行了系统和细致的刻画，GMS中建立的三维岩性结构模型的分区导入到地下水数值模型中进行应用，将岩性结构模型的岩性分层分区作为数值模型中的参数分区，并根据不同的岩性分别赋参数。使参数分区更加的细致，更能准确的反映模拟范围内的水文地质参数。这也是地下水数值模拟的一种新的技术方法的尝试。 4)模型建立以后，考虑到本次模拟尺度和所搜集的资料有限，模型除了在整体流场上进行验证和水均衡分析外，在有限的有资料的单元上进行了水位变化趋势上的验证，然后经过模型检验的过程，确定了模型参数，以求做到模拟结果的真实可信。 5)选择了3种方案预测未来6年忻州盆地地下水位的变化情况：a、维持现有开采量和井布局不变；b、考虑当地社会的发展、经济、人口的增长，按用水量逐年增加；c、在总开采量按方案2开采的前提下，在原平、定襄等城区地下水超采严重的地区，将工业开采点进行分散，使原来的开采井分布更为合理化。 6)通过上述3种方案的预测分析，从2004年～2010年，忻州盆地浅层和中深层水位在不同的开采区域均有不同程度的下降趋势，而在部分非重点开采区则表现出平缓的上升或下降。而一些重点集中工业开采区的水位下降趋势明显，但方案3中将开采点和强度进行适当合理分布后，水位下降速度变慢，说明在总开采量不变的情况下，将开采点进行更加合理的分布能有效的解决地下水开采中出现的问题，为忻州盆地地下水资源的开发利用提供了一定的指导和参考。 本文建立了忻州盆地地下水模型和开采模拟预测，为盆地进一步开展水资源利用以及进行局部域(如某个城区)小范围地下水数值模拟提供了基础和边界约束条件。