本论文是在国家自然科学基金项目<<引黄灌溉对干旱区深埋潜水的补给及环境效应〉〉(26600302)基础上完成的。内蒙古自治区是我国干旱区主要分布地之一,研究区孪井滩位于极其干旱的沙漠边缘,该区蒸发量大,降水少,水资源严重短缺,该地区的农业发展主要依靠黄河引水灌溉。首先,对深厚包气带条件下降雨(灌溉)入渗补给的滞后性进行了分析。深厚包气带具有很强的调蓄能力,厚度超过4m时,入渗补给量不随埋深的变化而变化,根据水量平衡原理可以确定出灌溉入渗补给量;利用渗透速度和埋深估算出孪井灌区岩性下灌溉水渗入到地下水的历时时间约为240-360d。其次,以灌溉入渗补给量最小为基本目标,在满足农业发展和农民经济收入要求、满足粮食总产量、其他各类作物产量要求的情况下对孪井灌区的种植结构、种植面积进行优化,建立优化模型并用GAMS(一般性代数模拟系统)软件进行求解,得出最优种植结构和种植面积。第三,系统分析地下水系统的边界特征、环境特征及内部结构特征,建立研究区水文地质概念模型,并由概念模型建立地下水运动的数学模型;利用visual MODFLOW软件建立研究区二维数值模拟模型,进行模型参数率定和模型检验。第四,利用经过拟合、验证的数值模型进行预报应用。在现状灌溉条件和优化灌溉条件下对研究区未来10年后的地下水水位进行预测。由于灌溉的影响,灌区内的水位明显上升;种植结构调整后,由于灌溉入渗补给量减小,所以水位上升幅度明显减小,有助于延缓土壤盐渍化的发生,但是仍然存在土壤次生盐渍化问题,必须改变现行灌水方式或者采取适宜工程措施加以防止。最后,在灌区下游设立一个排水区,进行排水后,地下水位在灌区下游缓慢下降并形成一个下降漏斗,使周围地下水位的上升得以遏止;在灌区水位也有所下降,防止了土壤盐渍化的发生。