西宁地处青藏高原东北缘、湟水河谷盆地,北川、西纳川、西川与南川河谷地下水以其优良的水质、丰沛的水量和便捷经济的集中开采等特点已成为西宁市经济发展和人民生活赖以生存的重要必备水源。近年来,随着新时代西部大开发和“一带一路”战略的深入实施,城市发展步伐加快,社会经济和生态环境需水量日益增加。全球气候变化背景下西宁市地下水资源演变规律呈现出新的特点,水资源供需矛盾日趋紧张。地下水又面临着开采区水位下降和被污染的风险等问题,生态环境友好型的水资源开采利用成为约束着城市化进程的瓶颈难题。因此,在黄河流域生态保护和高质量发展战略的推动下,开展西宁市地下水演化机制及承载力研究对实现青藏高原河谷型城市可持续发展与地下水可持续利用具有重要的理论与现实意义。论文主要研究成果如下:（1）采用现代地下水监测技术、地统计学、Morlet小波变换等分析西宁市126口井1980～2020年地下水时空变化特征。年内地下水动态呈单峰型,3月季节埋深最大,9月季节埋深最浅;年际地下水分为下降期、回升期、稳定期与缓慢回升期,与地下水开采同步。近年来降雨量增加与“引大济湟”工程调水缓解了地下水下降趋势;地下水埋深呈南深北浅、东深西浅的空间格局,地下水降落漏斗呈岛状集中分布于水源地为核心的范围内,经历了扩大期—稳定期—缩小期;长序列地下水具有9～14a、17～25a的周期尺度特性,第一、二主周期分别为12a与21a。（2）基于聚类分析、EW-BM模型的126口井1980～2020年地下水化学数据研究表明:在地下水集中开采和化工厂潜在污染影响下,北川地下水TDS与主要化学组分含量持续增加、水化学类型逐渐趋于复杂化;西纳川、西川与南川TDS和化学组分均先增大后减小,水化学类型呈简单化趋势。地下水呈优质水广泛分布、带状微咸水与岛状咸水零星共存的空间格局,主要化学组分含量沿地下水径流方向逐渐增大。河谷上游以条带状的Ⅰ和Ⅱ类HCO3-Ca型水为主,河谷下游主要为条带状分布的Ⅲ～Ⅴ类Cl-Na型水。（3）利用水文地球化学的矿物饱和指数法、Gibbs图解法、离子比例系数法、氯碱指数法揭示地下水环境禀赋特征。结果表明:地下水对矿物的溶滤作用强度依次为岩盐＞石膏＞方解石＞白云石,溶滤作用、阳离子交换作用、人类活动是西宁市地下水化学场演化的主要驱动因子。河谷两侧广泛分布富含石膏、岩盐等可溶盐的第三系地层,其决定了水岩相互作用是区域化学组分演化的关键内在因子,致使下游地下水TDS升高且水质逐渐咸化。水源地抽水井集中开采是区域化学组分变化的关键外在因子,它改变了地下水径流强度与流向,加之人为污染源影响,造成了地下水源地和工业园区出现岛状高TDS区域。（4）运用M-K检验、滑动T检验、小波分析、土地转移矩阵等手段识别水文、土地利用、人口与经济、地下水开采等因子变化特征。年际降雨量与湟水河流量同步呈现先减少后增加趋势,均存在9～14a和17～25a的时间尺度、第一主周期为12a的周期变化规律。1955～2020年气候经历了“冷干”—“暖干”—“暖湿”的演化阶段。1980～2020年西宁市区沿河谷地形呈带状扩张趋势,年际人口数量、地区生产总值、城镇建设面积及地下水开采量均呈现波动增长的变化过程。（5）利用灰色关联度、主成分回归分析、交叉小波变换等方法探究自然因素与人类活动影响下的地下水演化驱动机制与时滞效应。人为与自然因素对地下水动态的贡献率分别为59.1%和40.9%。在开采量、降雨量与地表径流的多重影响下,1980～2020年西宁市地下水经历了劣向演化、波动平衡与优向演化3个阶段。年际地下水埋深随开采量增大而增大,随降雨量与开采量比值、地表径流与开采量比值的增大而减小。年尺度地下水与降雨量、湟水河流量均具有强凝聚性12a周期;月尺度地下水滞后于降雨量和湟水河流量分别3个月与2个月。（6）基于ANP-FSEM模型与GIS空间分析模块,耦合社会经济、地下水资源、地下水环境和生态环境子系统的20个指标,构建适用于青藏高原河谷型城市地下水资源承载力模型,并结合GM（1,1）模型预测承载力未来发展趋势。结果表明:地下水资源开发程度为承载力最关键的指标。西宁市现状承载力整体得分为0.539（未超载状态）,呈现市区临界承载、郊县适宜承载的空间格局。1980～2020年承载状态由适宜承载逐渐演变为临界承载;在地下水资源开发与保护模式不变的情况下,2020～2040年承载能力预测呈现出市区逐渐恶化、郊县逐渐优化的发展趋势。为满足地下水可持续利用与城市可持续发展需求,西宁市地下水适宜开采量应维持在2×10~8m~3/a。研究结论表明,在社会经济—水资源—生态环境相互权衡与协同理论的基础上,掌握西宁市地下水资源演化特征与承载力状态,对于实现“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”、创造宜居城市的战略目标具有举足轻重的作用,可为青藏高原其他河谷城市提供地下水资源可持续利用的范例。