地下水是全球极为重要的战略资源,对生产生活及经济发展等方面具有重要作用。受气候变化和人类活动影响,近年来干旱半干旱区地下水资源发生了较大变化,甚至出现了严重的超采和污染问题,威胁区域用水安全和生态安全。泾河中上游地处陇东黄土高原,黄河流域的中部地区,地下水是当地重要的水资源之一,由于对地下水资源属性认识不足,导致地下水超采问题十分严重。因此需要进一步开展区域地下水循环演化的研究,充分认识地下水资源状况、准确有效判别地下水补给环境、运移特征,估计地下水补给量,对于区域地下水资源管理与保护、保障用水安全和生态安全、促进黄河流域生态文明建设与高质量发展具有重要意义。论文通过应用水化学、同位素技术,结合水量平衡计算,分析了泾河流域中上游沿岸地下水的补给来源、径流特征,研究了地下水与地表水相互转化关系,揭示了泾河河谷地下水的补给与排泄特征,得出以下结论:（1）研究区内水化学成分变化具有一定趋势性、规律性,河谷地下水补给来源多样。根据对地表水、地下水样品的水化学特征的分析,泾河干流水化学类型主要为HCO3—Ca型、SO4·HCO3—Ca型为主,各支流水化学类型主要以HCO3—Ca·Na型为主。地下水类型主要以HCO3·SO4—Ca·Na与HCO3—Ca型为主,泾河河谷及两岸地下水TDS分布在空间上自西向东成增大—减小—增大的趋势。而在崆峒区段,TDS的分布规律性不强,泾河干流河谷地下水TDS较大,在两岸塬区和山区TDS较小。Gibbs分布模型显示地下水、地表水水化学组分受到岩石风化作用控制,地下水地表水联系密切,部分水体还受到人类活动影响。饱和指数指标显示对地下水离子贡献的主要矿物有硬石膏（Ca SO4）、岩盐（Na Cl）、石膏（Ca SO4:2H2O）、钾盐（KCl）等。在水化学特征的指示下,判断河谷的地下水补给主要来自于河流的入渗补给,同时上游地下水潜流补给、两岸地下水的侧向补给、农业灌溉入渗补给以及大气降水补给对地下水也有一定的补给。（2）同位素特征显示研究区水体来源主要为大气降水,且同位素特征相差较大。根据所采水样的稳定同位素特征,结合国际原子能机构全球大气降水同位素观测网（GNIP）,得到研究区当地大气降水线（LMWL）为:δD=7.33δ18O-0.65。氘盈余值显示研究区水汽来源主要为西风的干冷空气与东南季风的暖湿气团。地表水δD-δ18O拟合曲线斜率为1.0,与大气降水线斜率相差较大,受到蒸发作用表现出明显的富集。研究区内地下水氢氧同位素的变化范围较地表水变化较大、富集程度稍大,18O变化范围在-8.96‰～-10.92‰,平均值为-9.84‰,斜率为7.30。二者斜率相近,说明地下水的主要补给来源也是降水,且相较于地表水来说,蒸发效应对地下水的影响较小,但是蒸发仍然是引起地下水氢氧同位素富集的主要原因。地表水地下水氢氧同位素特征显示地表水与地下水混合区主要分布在δ18O=-10‰～-8‰之间,地表水与地下水之间的水力联系相当密切。利用同位素δ18O与Cl-浓度的相关关系,表现出个别水样来源与不同环境。通过δ18O、δD空间分布等值线图得到研究区内地下水氢氧同位素特征表现为北部贫化、南部富集,尤其在研究区西南部,同位素富集程度最大。（3）泾河河谷潜水来源广泛,补给、排泄量较为均衡。泾河河谷潜水属于松散岩类孔隙水,主要特征是交替迅速,它主要来源于地表水的补给、沟谷中的潜水以及大气降水入渗补给。地下水位多年变化波动,自2017年以来,地下水位逐渐回升。泾河河谷地下水总补给量为11211.59万m~3/a,地下水储量为3.68亿m~3,地下水可开采量为8969.27万m~3。总排泄量11530.10万m~3/a,均衡差为-318.52万m~3/a,相对均衡差为-2.84%,泾河河谷地下水在均衡期内基本处于均衡状态。