近年来,由于我国工业化快速发展和城市化进程快速推进,随之导致的地下水位持续下降、地面沉降、海水入侵等水文地质问题以及水质恶化、水源污染、湿地退化等生态环境问题不容忽视。实时监测人类活动影响下地下水量及水质的变化并对其进行规律性认识是践行绿水青山就是金山银山发展理念的重要举措,然而我国目前地下水监测网的建设及优化仍有待完善。本文主要对平谷区峪口垃圾填埋场至中桥水源地的监测井网进行优化设计,确立了污染检测概率、预警响应时间和成本三个优化目标。首先利用GMS建立了平谷区的确定性模型,并用GMS中的软件包MODPATH对污染源进行质点追踪,以预警响应时间在优化目标中占首要地位,提出第一种优化方案;基于地下水系统的随机性和不确定性,利用Monte Carlo法对渗透系数K进行了参数随机化,并建立了随机模型,利用随机模型中的风险分析得到了水源地开采井的概率捕获区,以污染检测概率在优化目标中占首要地位,提出了第二种优化方案。论文得到以下结论:(1)基于质点追踪的优化:根据质点随时间到达的位置确定新增监测井的位置,优化后建议新增13口监测井并保留原先的4口监测井,去除2口冗余井,共17口监测井。(2)基于随机模拟的优化:将捕获区包含污染源的水源地开采井的概率捕获区相加,并以此为依据进行监测井的优化,优化后保留原先5口监测井,去除1口监测井,并在捕获区概率较大的区域新增了5口监测井,共10口监测井。(3)两种方案提出的角度不同,第一种方案能够较早的知道污染物的发生,预警响应时间长,但部分井能够检测到污染物的概率较小,且新增井的数量多,成本较高;第二种方案基本保留了原有的5口监测井,能够保证监测井数据的连续性,在只新增5口监测井的基础上,检测概率相对于方案一也更大,能够以有限的成本获得较多的数据,但预警响应时间短。