随着柘城县经济社会的发展,地下水开采量相继增加,而地下水过度开采造成某些区域地下水长期处于超采状态,导致地下水水位逐年下降,形成大面积降落漏斗,同时地下水超采也造成了柘城县地下水水质恶化、苦咸水层下移、河流断流等一系列环境地质问题。在查明地质和水文地质条件的基础上,建立研究区水文地质概念模型和相应的数学模型,采用数值模拟法,进行地下水资源评价,为柘城县地下水资源可持续利用和科学管理提供依据,具有重要的科学和实际意义。论文主要研究成果如下:1)通过含水层组三维可视化的手段直观地分析地质、水文地质条件,对岩性数据进行概化并建立三维水文地质结构可视化模型。将研究区地质体垂向上自上而下依次划分为浅层含水层组、第一弱透水层、中层含水层组(苦咸水含水层组)、第二弱透水层、深层含水层组、底部隔水层,分析各层结构特征和分布规律。重点描述了苦咸水层的空间分布特征及其补给、径流和排泄特征,分析了其与相邻含水层的水力联系及不同开采条件下的补排关系。三维水文地质结构可视化模型为地下水数值模型的建立及水资源的合理开发利用提供依据。2)建立水文地质概念模型和相应的数学模型,采用数值法进行求解,应用试估-校正法对模型进行识别与验证,采用定量统计法及定性图示法对模型精度进行评价。模拟期间(2016年1月～2016年12月识别期、2017年1月～2017年12月验证期),实测水位过程拟合线与模拟水位过程拟合线变化趋势一致,误差小于0.5m;实测流场与模拟流场特征基本相同;模拟期内地下水系统总补给量为8900万m~3,总排泄量为8880万m~3,均衡差为20万m~3,为正均衡,其水文地质参数及水均衡计算量符合实际情况,数值模型达到精度要求,表明模型可信度较高。3)应用识别验证后的数值模型预测研究区在两种开采方案下运行10年后(2027年12月)的流场变化,进行了地下水资源评价。(1)第一种开采方案设定为以2017年开采量作为预报期开采量。第二种开采方案设定为浅层地下水开采量增加10%,深层地下水开采布局为新增深层开采井6眼(开采量约为365万m~3/a),关闭徐园水源地井群(开采量约为186万m~3/a)。(2)研究区2016年地下水补给资源量为4204万m~3/a,2017年地下水补给资源量为5376万m~3/a。(3)浅层地下水可开采资源量为稳定在约束水位39.12m情况下的开采量,约为3186万m~3/a。第一种开采方案下浅层地下水开采量约为2854万m~3/a,小于可开采量,浅层地下水资源具有一定开采潜力,开采潜力约为332万m~3/a;第二种开采方案下开采量约为3139万m~3/a,与可开采量基本平衡,已无开采潜力。(4)深层地下水可开采资源量根据数值模拟模型的补排关系,由深层地下水补给量确定,约为1164.5万m~3/a。第一种开采方案和第二种开采方案下深层地下水开采量分别约为1205万m~3/a、1384万m~3/a,均大于深层地下水可开采量,需要调整开采布局和减少深层地下水开采量以缓解水位下降趋势,避免深层承压水降落漏斗的扩展。合理的开采布局与适宜的地下水开采量有助于缓解地下水位下降与降落漏斗的扩大,对柘城县地下水资源可持续利用与科学管理具有实际意义。