人类活动(开采、排放污染物和工农业活动)对可利用的水资源影响不断加强,在全球众多地区已经出现了水资源枯竭和水质恶化的地下水环境问题。地下水的开采量严重超过了天然补给量,地下水储存资源量日益减少,尤其是在干旱半干旱地区。这些含水层可持续开采和管理需要多期的监测数据来明确地下水系统变化和对含水层开采的响应。本文以石家庄山前平原为例,综合应用水化学与同位素数据对强烈开采含水层的地下水系统响应和含水层开采可持续进行了评估。取得了以下主要认识：1.过去40多年里,石家庄山前浅层水系统为满足持续增长的工农业和生活用水需求经受了强烈的开采,引起了地下水位持续下降,下降幅度达到了45m。市区地下水开采量最高值40×107m3/a;2.地下水中硬度、TDS和主要阴阳离子浓度随着含水层开采增加,反映含水层高脆弱性,通过氚估算的地下水更新速率和利用水动力学方法获得的水文响应曲线(HRC)的变化表明了地下水更新周期缩短；3.δ18O和δ2H值随着地下水开采增大,反映了灌溉回归水局地补给的影响及地下水径流的变化,HRC变化也反映了地下水灌溉回归补给影响;地下水更新速率在漏斗范围内现出增加趋势,而在漏斗以外呈现出先减小后增加的变化规律,进一步证明了利用地下水灌溉对地下水系统产生了一定的影响；4.地下水中氚分布深度由1985年的～100m延伸到了～150m,这说明了地下水强烈开采引起现代地下水循环深度增加,更新强度有所增大。本文的研究表明稳定同位素、放射性同位素和水化学常规离子是识别和理解长期强烈开采含水层中地下水系统演化规律非常有效的工具；本文提出的的理论方法能够用于监测和预测水量与水质变化,可为改善地下水资源管理提供有益信息,有助于水资源管理策略的制定。