天山北麓地处我国西部干旱区,属典型的大陆干旱性气候,水资源的时空分布极为不均。近年来对水资源的不合理开采以及引水灌溉,引发了一系列生态环境问题。因此,查明天山北麓水文地质结构、正确评价该区域地下水资源量,设计制定切实可行的地下水开采方案,达到改善生态环境的目的,有着极其重要的意义。本论文依托于中国地质调查局“新疆准噶尔盆地地下水资源及其环境问题专题研究”项目(项目号:200310400012)。本文取得以下研究成果。1、基本查明了研究区第四纪地质及地下水系统的空间分布与结构特征,并针对研究区构造发育、地层岩性结构复杂、地貌单元多样以及面积大、钻孔资料分布不均等问题,采用虚拟钻孔的方法补充钻孔资料,通过合并相似含水岩组、忽略透镜体的方法概化地层结构;基于地质统计学方法以GMS软件为平台,首次建立了研究区三维地质结构模型,该模型基本反映研究区水文地质条件,实现水文地质结构可视化,为建立水文地质概念模型奠定了基础。2、依据水文地质条件、三水转化规律、动态成因类型分析结果,对源汇项进行时间尺度的处理;以典型地段河流入渗模拟试验、河流入渗机理研究为基础,对河流入渗补给量的时间分配进行校正;建立了研究区水文地质概念模型和地下水流数值模型,通过GMS软件中的modflow模块对模型进行求解,并从梯度场、降速场和水均衡分析等方面对数值模型进行识别与验证;通过优化水文地质参数数值和分区,使所建立的数值模型具有较高的仿真性和可靠性。3、以地下水可持续开发为前提,将课题组研究制订的“地质生态环境指标”生态水位3～5m作为约束条件,设计了两个方案下的六个亚方案,进行区域地下水动力场模拟,进而评价地下水可采资源量,得出“500工程”实施条件下的地下水最佳开采方案,2010年可采资源量量为19.25×10~8m~3/a,2020年可采资源量为20.34×10~8m~3/a,夺取无效蒸发量1.98×10~8m~3/a,且地下水系统基本处于均衡状态。以上研究成果对于准确评价地下水资源,保护表生生态环境以及合理开发利用地下水具有良好的理论和实际意义,本论文主体内容已被项目总报告所采纳,在项目评审中得到了专家的认可。