本研究以包头市水文地质勘查资料为依据,通过野外调查、抽水试验等实际工作,运用水文地质学、地下水动力学、地理信息系统等相关专业理论知识,以ArcGIS9.3及Viusal-MODFLOW4.1为研究工具,建立包头市地下水概念模型和数学模型,定性和定量地分析包头市在自然条件变化及人类活动影响下的地下水运动规律,并制定地下水调控方案,建立适合的地下水开采管理区划,以促进包头市地下水资源的科学管理和可持续开发利用。地下水动态模拟是研究包头市地下水流场演变的核心,根据统计资料和野外调查结果,将包头市水文地质条件概化为一个统一非均质各向同性三维非稳定流地下水系统。识别时期水位拟合平均误差小于lm的观测点占已知观测点数的100%；验证时期水位拟合平均误差小于lm的观测点占已知观测点数的81.40%,水位拟合良好,说明建立的数值模型反映了包头市地下水流场的实际情况,可以用于预测预报包头市地下水流场未来的趋势和变化。然而,从区域水均衡计算结果可知,2009年包头市城市规划区无论是潜水还是承压水,均处于负均衡状态。从区域水均衡补排项的组成结构可知,在补给项中,山前侧向补给和降水补给是主要补给来源,在排泄项中,人工开采对地下水流场的影响巨大,甚至占据了所有的承压水排泄量,致使承压含水层原有的天然排泄方式消失。在补给项中的山前侧向补给量和降水入渗补给量主要受到气候变化(主要是降水量)的影响,而在排泄项中,潜水含水层和承压水含水层都受到人类不合理开采活动的强烈影响。因此,研究以降水量为指标的气候情景变化与以灌溉量、城镇生活用水量、工业用水量等为指标的人类活动干扰对包头市城市规划区地下水流场的影响。在降水量变化影响中,丰沛的降水量缓解了包头市地下水位的下降；而在枯水年情景中,在哈德门沟中前部、昆都仑河中部、黄河冲积平原农业灌溉区等地出现多个较大面积的降落漏斗。在人类活动干扰下,对潜水位影响最大的是毛灌溉需水量,其次是生活取水量和万元工业产值取水量；而在承压水位变化中,影响最大的是生活取水量,其次是毛灌溉需水量和万元工业产值取水量。气候变化与人类活动干扰不同情景下的耦合模拟结果表明,无论是丰水年还是枯水年,由降水变化导致的补给项改变对地下水位降幅变化影响非常大,在降水较少时,人类开采活动对地下水位的干扰愈加明显。通过地下水调控潜力分析可知,在近中期.内,其缺水状况通过上述农业灌溉调控、工业用水调控、城镇生活及第三产业用水调控、雨洪资源利用等措施可以得到解决,在远期规划水平年内,其缺水问题的解决,还要考虑南水北调中、西线工程竣工后,黄河客水资源可能增加的取水指标,增加黄河取水量。根据调控潜力计算结果,结合包头市城市规划区近年节水型社会建设实际情况,建立“节水型社会稳步建设类”、“考虑其他调控水源的节水型社会建设类”、“节水型社会快速建设类”三类方案,从地下水水位埋深恢复的时间及变幅综合来看,维持并巩固现有节水型社会建设相关成果是保护包头市城市规划区地下水资源的唯一出路,也是避免因地下水超采而导致含水层疏干、地裂缝等地质问题的可靠保证。地下水资源系统是包头市经济社会复合大系统中的一个重要子系统,选取变幅范围标准、降深标准、经济标准、技术可行性标准、环境效益标准五类标准作为地下水调控方案优选标准,优选结果表明,方案B-1“50%的农业灌溉调控+工业用水调控+生活用水调控”为近期地下水最优调控方案,即在平水年情景下的节水型社会稳步建设方案；而方案B-2“50%的农业灌溉调控+工业用水调控+生活用水调控+考虑污水处理回用和雨洪资源利用”为远期地下水最优调控方案,即在平水年情景下的考虑其他调控水源的节水型社会建设方案。此外,为了应对未来水突发事件而引起地下水调控方案的改变,选择枯水年、丰水年两个不同降水情景下的地下水调控备选方案A-2、C-2作为地下水最优调控方案的补充和延伸。根据地下水调控研究成果,将包头市城市规划区划分为恢复区、禁止开采区、控制开采区和适度开采区四个地下水开采管理区,并将实施最严格的水资源管理制度、提高农业用水利用效率、加快替代水源建设,大幅提高城乡供水保障力度、加大资金投入力度五项内容作为地下水调控保障措施,最后简述了地下水调控的三条实施步骤,即宣传动员、查处治理、总结整改。