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喀什地区西部位于新疆喀什噶尔河三角洲内，所属流域为喀什噶尔河流域。以研究区中部的库木塔格背斜为分界线，将研究区地下水系统分为北部克孜勒苏河地下水系统和南部盖孜河地下水系统。受自然条件及社会经济发展水平等各方面因素的制约，研究区水资源十分匮乏，地下水是该区主要的供水水源，而该区地下水水质超标严重，这将对当地用水需求造成严重影响。研究劣质地下水化学特征及形成机理，以及影响地下水劣化的主要因素，可以为该区地下水的合理开发利用及水质处理提供理论依据，同时，对于地质、气候等条件相似地区劣质地下水的研究具有借鉴和指导意义。
本文以新疆喀什地区西部劣质地下水为研究对象，采用数理统计分析方法、水文地球化学分析法、同位素分析法以及水文地球化学模拟等方法，研究地下水化学组分特征，划分劣质地下水类型，讨论影响地下水劣化的主要因素，阐明地下水水化学形成及演化规律。主要研究成果如下：
（1）北部克孜勒苏河地下水系统潜水水化学类型以SO4型水为主，承压水水化学类型以SO4、SO4·Cl型水为主；南部盖孜河地下水系统潜水水化学类型以SO4·Cl、Cl·SO4型水为主，承压水水化学类型以SO4·Cl型水为主。1985年至2014年研究区各地下水化学类型分区面积变幅较大，SO4型水的面积整体呈降低趋势，Cl型水、HCO3型水的面积整体呈增长趋势。
（2）研究区地下水质量极差，地下水中TDS、TH、Na+、Cl-、SO42-、F-、As、Fe和Mn的点位超标率较高，是导致地下水劣化的主要指标。
（3）在聚类分析结果的基础上结合研究区地下水流动系统，将研究区劣质地下水分为10类。北部克孜勒苏河地下水系统中潜水的劣质地下水类型由西向东由AⅠ类（高TDS、高TH、高F-、高Fe、高Mn）过渡到BⅠ类（高TDS、高TH），浅层承压水的劣质地下水类型以CⅠ类（高TDS、高TH、高F-、高As、高Fe、高Mn）为主，深层承压水的劣质地下水类型以EⅠ类（高TDS、高TH、高F-、高Fe、高Mn）为主；南部盖孜河地下水系统中潜水的劣质地下水类型均为AⅡ类（高TDS、高As、高Fe、高Mn），浅层承压水的劣质地下水类型以CⅡ类（高TDS、高TH、高F-、高Fe、高Mn）为主，深层承压水的劣质地下水类型均为EⅡ类（高TDS、高TH、高Fe、高Mn）。
（4）研究区劣质地下水主要受到原生地质环境、气候、水文地质、地表水水质、地下水化学环境（pH值）及人类活动（地下水开采和生活、工业、农业污染）等因素的共同影响。其中，气候条件是影响浅层地下水劣化的主要因素，水文地质条件和地下水开采是影响北部克孜勒苏河地下水系统深层承压水劣化的主要因素。研究区地下水劣化受生活和工业污染源的影响较大，而只在局部区域受到农业污染源的影响。
（5）地下水水化学形成与演化过程主要受到溶滤、蒸发浓缩、阳离子交换、脱硫酸和混合等作用的影响。石膏、岩盐和萤石矿物发生溶解，为地下水中的SO42-、Na+、Cl-和F-提供重要来源；石膏、长石类、方解石和白云石等矿物的溶解，为地下水中的Ca2+和Mg2+提供主要来源。Gibbs图解法表明北部克孜勒苏河地下水系统地下水主要受岩石风化和蒸发浓缩双重作用的影响；南部盖孜河地下水系统潜水和承压水的补给水源水化学组分主要受蒸发浓缩作用的影响，个别浅层承压水采样点还受到岩石风化作用的影响。北部克孜勒苏河地下水系统中的阳离子交换作用强于南部盖孜河地下水系统的；同时，阳离子交换作用随着含水层深度的逐渐增加而增强。南部盖孜河地下水系统局部地段发生脱硫酸作用。地表水与地下水存在混合作用，不同含水层之间也存在着混合作用。
（6）地表水和地下水δD和δ18O值均分布在当地大气降水线的下方，表明降水补给过程中有一定程度的蒸发；垂向上，潜水、浅层承压水和深层承压水δD、δ18O值相近，表明不同含水层之间有较密切的水力联系。
（7）研究区地下水水文地球化学演化过程中，典型剖面上各模拟路径均经历了矿物溶解沉淀作用及阳离子交换作用，其中矿物溶解沉淀作用略大于阳离子交换作用。
本文以新疆喀什地区西部劣质地下水为研究对象，采用数理统计分析方法、水文地球化学分析法、同位素分析法以及水文地球化学模拟等方法，研究地下水化学组分特征，划分劣质地下水类型，讨论影响地下水劣化的主要因素，阐明地下水水化学形成及演化规律。主要研究成果如下：
（1）北部克孜勒苏河地下水系统潜水水化学类型以SO4型水为主，承压水水化学类型以SO4、SO4·Cl型水为主；南部盖孜河地下水系统潜水水化学类型以SO4·Cl、Cl·SO4型水为主，承压水水化学类型以SO4·Cl型水为主。1985年至2014年研究区各地下水化学类型分区面积变幅较大，SO4型水的面积整体呈降低趋势，Cl型水、HCO3型水的面积整体呈增长趋势。
（2）研究区地下水质量极差，地下水中TDS、TH、Na+、Cl-、SO42-、F-、As、Fe和Mn的点位超标率较高，是导致地下水劣化的主要指标。
（3）在聚类分析结果的基础上结合研究区地下水流动系统，将研究区劣质地下水分为10类。北部克孜勒苏河地下水系统中潜水的劣质地下水类型由西向东由AⅠ类（高TDS、高TH、高F-、高Fe、高Mn）过渡到BⅠ类（高TDS、高TH），浅层承压水的劣质地下水类型以CⅠ类（高TDS、高TH、高F-、高As、高Fe、高Mn）为主，深层承压水的劣质地下水类型以EⅠ类（高TDS、高TH、高F-、高Fe、高Mn）为主；南部盖孜河地下水系统中潜水的劣质地下水类型均为AⅡ类（高TDS、高As、高Fe、高Mn），浅层承压水的劣质地下水类型以CⅡ类（高TDS、高TH、高F-、高Fe、高Mn）为主，深层承压水的劣质地下水类型均为EⅡ类（高TDS、高TH、高Fe、高Mn）。
（4）研究区劣质地下水主要受到原生地质环境、气候、水文地质、地表水水质、地下水化学环境（pH值）及人类活动（地下水开采和生活、工业、农业污染）等因素的共同影响。其中，气候条件是影响浅层地下水劣化的主要因素，水文地质条件和地下水开采是影响北部克孜勒苏河地下水系统深层承压水劣化的主要因素。研究区地下水劣化受生活和工业污染源的影响较大，而只在局部区域受到农业污染源的影响。
（5）地下水水化学形成与演化过程主要受到溶滤、蒸发浓缩、阳离子交换、脱硫酸和混合等作用的影响。石膏、岩盐和萤石矿物发生溶解，为地下水中的SO42-、Na+、Cl-和F-提供重要来源；石膏、长石类、方解石和白云石等矿物的溶解，为地下水中的Ca2+和Mg2+提供主要来源。Gibbs图解法表明北部克孜勒苏河地下水系统地下水主要受岩石风化和蒸发浓缩双重作用的影响；南部盖孜河地下水系统潜水和承压水的补给水源水化学组分主要受蒸发浓缩作用的影响，个别浅层承压水采样点还受到岩石风化作用的影响。北部克孜勒苏河地下水系统中的阳离子交换作用强于南部盖孜河地下水系统的；同时，阳离子交换作用随着含水层深度的逐渐增加而增强。南部盖孜河地下水系统局部地段发生脱硫酸作用。地表水与地下水存在混合作用，不同含水层之间也存在着混合作用。
（6）地表水和地下水δD和δ18O值均分布在当地大气降水线的下方，表明降水补给过程中有一定程度的蒸发；垂向上，潜水、浅层承压水和深层承压水δD、δ18O值相近，表明不同含水层之间有较密切的水力联系。
（7）研究区地下水水文地球化学演化过程中，典型剖面上各模拟路径均经历了矿物溶解沉淀作用及阳离子交换作用，其中矿物溶解沉淀作用略大于阳离子交换作用。