基于对策勒绿洲的78口井进行定位监测，水样分析，结合近50年的水文气象资料，应用遥感、地理信息系统、地质统计学方法和地下水化学分析方法，分析了策勒河出山径流变化特征；策勒绿洲地下水埋深、矿化度及TDS的空间变异特性，系统地研究了研究区地下水化学特征，阐明了地下水化学类型及其演变规律。研究结果表明：　　 (1)策勒河径流总体变化趋势为：一是径流过程的变化规律呈锯齿状振荡；二是径流年际变化过程有丰枯变化周期，径流量在70年代和80年代初期出现过偏丰，而1964～1968年和1997，1998，2000～2004年期间径流量出现了偏枯；三是径流多年变化相对稳定，但又有减少的趋势。策勒河出山径流冬季至第二年春季初(10月到第二年4月)径流量小，只占全年径流量的11.3％，5月到9月径流量较显著，占全年径流量的88.7％。策勒河多年平均出山径流量1.25×108m3，最大年径流量为1.82×108m3，最小年径流量为0.72×108m3，最大年径流量与最小年径流量的比值为2.53，其Cv为0.21，策勒河在干旱区河流中属于低值区。　　 (2)地下水埋深、矿化度和pH值均存在着强烈的空间相关性，其空间相关距离分别为9.76km、4.38km、2.66km；各向异性分析表明，在步长为8km范围之内，地下水特征的空间变异是各向同性的，当步长大于8km时，四个方向上的半变异函数发生了不同的变化，在90°方向上基本保持平稳，而在其他三个方向上出现不同程度的波动，当步长大于8km时，在45°和135°两个垂直方向上表现最为明显。　　 (3)策勒绿洲地下水埋深总体趋势是从南到北变浅，东部地势为低凹区域，埋深最浅，最小为1.56m；矿化度分布趋势则是从南到北逐渐增大，水质较好的区域，地下水埋深较深，水质较差的区域，地下水埋深较浅；pH值高值区发生在绿洲东南部和中北部，pH值高的地方矿化度较低，而pH值低的区域矿化度较高。策勒绿洲耕地主要分布于地下水埋深为5～25m，且矿化度小于2.0g/L的区域，林地和草地分布于绿洲边缘区，该区域地下水埋深浅，地下水矿化度较高。　　 (4)绿洲南部区域为地下水TDS的低值区，最小值为551mg/L，由南向北呈增加的趋势，在北部地下水埋深低值区的TDS最大值为7192mg/L；从地下水水流方向NNW-SSE上看，即从绿洲西南的低值区向北，在转向东北区方向，地下水TDS逐渐增加，最大值为3677mg/L。　　 (5)策勒绿洲TDS分布格局为北高南低。在地下水TDS小于1.59/L的地下水中，阴离子含量以Cr、SO42-和HCO3-混合型为主，在TDS为1.5～2.59/L的区域，阴离子主要以SO42-、Cl-为主，在TDS大于2.59/L的高值区域，阴离子主要以SO42-和Cl-为主；地下水阳离子的含量，在TDS小于1.59/L的区域均以Na+和Ca2+离子为主，Na+主要分布在TDS大于1.59/L的地下水中；地下水化学类型变化复杂，主要从Na-Ca-SO4-Cl-HCO3、Na-Ca-SO4-Cl型向Na-SO4-Cl-HCO3和Na-SO4-Cl型演化；在补给区，地下水径流条件较好，含水层中易溶解组分SO42-、Cl-、Na+、K+等不断被淋滤，并被地下径流带到下游绿洲区，以Na+、Ca2+、SO42-和Cl-离子占优势，形成TDS较小的Na-Ca-SO4-Cl-HCO3、Na-SO4-Cl-HCO3型地下水；从径流到排泄区，最终形成TDS较高的Na-SO4-Cl-HCO3、Na-SO4-Cl类型水。