新疆伊犁河谷地处我国西北干旱绿洲区,欧亚大陆腹地,气候温和湿润,水土资源丰富。然而随着区域社会经济的发展,对水资源的需求不断增大,水资源的不合理开发利用引发的生态环境问题也逐渐显现。伊犁河河水是地下水的主要补给项与排泄项,河水与地下水的关系密切且转化频繁。而不同区域河床沉积物渗透系数的大小又决定了河水与地下水水力联系的强弱及转化强度的大小。因此,开展区域河床沉积物渗透系数空间变异性以及河水与地下水转化关系的研究具有重要的理论与实践意义。本文选取新疆伊犁—巩乃斯河为研究对象,调查分析了伊犁—巩乃斯河谷水文地质条件,采用降水头竖管试验法、多孔介质垂向渗透仪法、颗粒分析法以及双环试验法四种方法测定河床沉积物垂向渗透系数Kv,通过对比分析及统计学方法研究了Kv空间变异性;用温度示踪法研究河水与地下水转化关系。研究表明:(1)四种不同试验方法所测渗透系数结果相差不大,基本小于5 m/d,较符合实际结果。按所测试的Kv值从大到小排列测试方法依次为双环试验法、垂向渗透仪试验法、降水头竖管试验法,其中颗粒分析法试验结果误差最大。(2)在伊犁—巩乃斯河谷,无论是垂直河道方向的河南、北两岸,还是沿河道方向由上游到下游,其渗透系数均服从正态分布。且沿河道方向利用降水头竖管试验法测试的垂向渗透系数的正态检验结果比垂直河道方向的Kv更符合正态分布。(3)通过传统统计学方法对伊犁—巩乃斯河谷河床沉积物渗透系数的空间变异性分析,无论是垂直河道方向的河南、北两岸,还是沿河道方向由上游到下游,其渗透系数变异性为中等-强。且沿河道方向的渗透系数空间变异性强于垂直河道方向,上游沉积物渗透系数的空间变异性强于下游。(4)由温度示踪试验测试的浅层地下水温度随时间及深度的变化曲线可以发现,河水接受地下水补给时,浅层地下水温度受热量交换影响较大,波动较显著;河水补给地下水时,浅层地下水温度受地下水温度的缓冲作用,其波动较平缓。(5)通过温度示踪法及水动力学方法求解河水与地下水垂向交换渗流速度,介于0—8 cm/d间,并对其结果进行对比,可以发现二者结果基本吻合。温度示踪法作为一种新兴的水文地质方法,在河床交互带地表水与地下水转化关系及水动力交换量的计算中有较高的准确性。