咸阳市位于陕西省关中平原腹地,是一个水资源十分短缺的地区,人多水少且时空分布不均。随着城市规模不断扩大和人口的增长,工农业生产和人民生活用水量不断增加,地下水开采量逐年增加,地下水现状及未来变化情况成为人们一直关心的重要问题。本研究全面总结了国内外关于地下水的早期研究、地下水动态数值模拟的模型、模型参数推求、模拟软件等几个方面的最新进展。在此基础上,收集了咸阳市气象、水文、水文地质参数、地下水动态监测资料进行分析整理,对咸阳市地下水水位、水质动态特征进行了分析。通过水文地质条件概化,建立了咸阳市水文地质概念模型,并以地下水数值模拟软件FEFLOW和GIS技术为平台建立咸阳地下水数值模拟模型。主要研究结论有:(1)通过地下水流场总体特征、年内变化特征、年际变化特征和区域变化特征的分析,全面了解咸阳市过去及现状情况下地下水位的变化趋势及存在的问题,从而为深入研究和开发地下水提供基础资料和初步分析结果。咸阳市的地下水位介于346.42m～1286.98m之间,北部水位高于南部,地下水流向基本上由北至南,东西方向基本上是零流量边界。在不同地貌单元的不同区域,年内地下水位动态变化不同,但总体趋势是先下降,至7月份又开始上升,且升幅明显小于降幅,最低水位出现在11~2月(翌年);年际水位动态也有较大的区别,但总体趋势是下降;区域水位动态主要是灌区和漏斗区呈下降趋势,下降幅度最大的为武功城区。(2)咸阳市水温年变幅不大。南部地区与北部地区的地下水温相比较,在埋深相同情况下,一般要高出3℃以上;北部地下水水温的变幅小,南部变幅大。研究区浅层地下水主要属于Ⅱ类水。潜水的水化学特征和污染状况在不同地段各有差异:在城区,潜水中的化学成份含量普遍较高,水化学类型多为HCO3·SO4—Na·Mg型;在渭河北侧沿岸地下水污染程度往往高于市区;在渭河北岸的三级阶地潜水化学成份含量相对较低,水化学类型多为HCO3—Na或HCO3—Na·Mg型;渭河以南地区,潜水中矿化度、总硬度等均为监测区内较低值。浅层承压水水化学成份多年来检测数据比较平稳,呈小幅度波动变化,具有从南到北呈现自然渐变的过程,浅层承压水水质总体优于潜水。(3)在前人对咸阳市地下水研究成果的基础上,建立了咸阳地下水三维水文地质概念模型和数学模型。利用地下水有限元数值模拟软件FEFLOW建立了相应的水流数值模型,并对模型进行多次调参、运行、识别,模型基本反映了研究区地下水系统的动态特征、地表来水、灌溉用水等对地下水动态的影响。模型模拟流场与实际地下水流场总体趋势基本一致,代表观测井地下水位模拟值与实测值之间的平均均方根误差为0.513m。模拟期内地下水系统总补给量为84755.712×104m3,总排泄量96028.65×104m3,均衡差为-3163.63×104m3,呈负均衡。在补给项中,降水入渗量占总补给量的51.02%,降水入渗补给为研究区地下水的主要补给来源;在地下水的排泄项中,人工开采量为54829.31×104m3,占总排泄量的57.10%,人工开采成为地下水排泄的主要方式。(4)根据社会经济发展状况、用水情况、供水能力和节水潜力,假设不同情景下区域地下水开采水平方案,将预测的地下水源汇项水量加入经过验证识别的FEFLOW数值模型,预测地下水位变化趋势。为今后咸阳地下水资源的优化、管理、开采提供了一定的参考依据。