地面沉降是指自然和人为作用下，由于地壳表层土体压缩而导致区域性地面标高降低的一种环境地质现象，它具有生成缓慢、持续时间长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大的特点。目前，国内外针对地下水开采引起的区域性地面沉降研究主要集中在数理统计模型和水土模型两个方面。宁河县作为邻近天津滨海新区的一个农业大县，由于长期超量开采深层地下水，形成了区域性的地下水位降落漏斗，并诱发了地面沉降，这已成为制约该区经济社会可持续发展和亟待解决的重大环境地质问题。本文在收集天津市以往地面沉降研究成果和区域水文地质环境地质资料的基础上，系统分析了第四系地下水系统各含水层组的水位动态变化及地下水位降落漏斗的形成和扩展趋势。同时，对地面沉降的产生机理和各影响因素进行了详细论述。研究发现，自1986年以后，地下水超采使得承压含水层中的粘土夹层及上覆粘土释水，这已经成为诱发地面沉降的人为主控因素。　　 本文根据研究区实际的水文地质及工程地质条件，对含水层和弱透水层进行概化，并构建了水文地质概念模型和地层压缩模型，确定了模型的边界条件，计算了地下水水流模型的各源汇项，采用三维有限差分地下水流模型—ProcessingMODFLOW及其携带的IBS程序包对该研究区各含水层组水位、地面沉降进行同步模拟，经过多次调参，选取了恰当的水文地质参数，建立了该区的准三维地下水流——一维地面沉降模型。以2008年的实际年均开采量为依据，对2015年的地面沉降趋势进行了预测。研究发现随着开采量的减小，深层地下水水位有所回升，漏斗面积呈减小趋势，地面沉降趋于缓和，区内大部分地区在2005～2015年期间的年均沉降量小于18mm/a，沉降趋势有所减缓。为了对比数值模型的预测结果，本文运用Processing MODFLOW中的水井子程序包在地面沉降监测点处设置了虚拟水位观测井，以虚拟水井模拟的年均水位和统计的年开采量作为输入，各监测点的年沉降量作为输出，引入并构建了BP神经网络模型，与MODFLOW的预测结果对比发现，二者的预测趋势基本一致，相对误差仅为2.9％。最后有针对性的提出了具体的防治措施和建议，本次研究结果可为保护宁河县地下水资源和控制地面沉降提供科学依据。