我国内陆干旱区面积广阔,均为干旱气候条件下所形成的典型戈壁沙漠地区,主要包括甘肃河西走廊、新疆准噶尔盆地、塔里木盆地及青海柴达木盆地等内陆盆地。各盆地平原区土地广阔,光热资源丰富,发源于山区的河水及其转化形成的地下水为工农业的发展提供了宝贵水源,经过对水土资源的长期开发,在荒漠中培育了片片绿洲,提高了农业生产能力,使平原区成为流域社会经济发展的基地。然而,对水土资源大规模的开发利用,加强了人为因素对水资源转化过程的干预,显著地改变了地表水与地下水转化的路径、层次和格局,由此而产生的负面效应对于内陆干旱区社会经济的可持续发展和生态环境安全已造成了严重的影响。本文选择了内陆干旱区水土资源开发最早、水资源开发利用程度最高、生态环境问题最突出的甘肃省石羊河流域为研究背景区,通过对流域的水系特征、地质构造及水土资源开发利用模式的分析,概化了流域水资源转化系统。在三个水资源转化子系统中,选择了灌溉农业发达、灌区类型齐全、水资源转化最具内陆河流域特征的六河系统作为研究区,进行了水土资源开发对水资源转化的影响分析。在六河系统水资源转化过程及水土资源开发利用模式分析的基础上,概化了衡量水土资源开发利用程度的水资源开发利用要素和反映水资源转化响应结果的水资源转化状态变量,并依据1999~2002 年实际调查资料,分析了各水土资源开发利用要素及水资源转化状态变量的变化过程。文中应用灰色系统理论,通过对灰色绝对关联度、相对关联度和综合关联度的计算,探讨了各水土资源开发利用要素对水资源转化过程的影响程度。利用人工神经网络技术,构建了以六河出山径流量、中游山水灌区及井泉灌区水土资源开发利用要素为输入端,以流域水资源转化响应结果——井泉灌区地下水位变幅及红崖山水库入库径流量为输出端的水资源转化模拟模型,并利用历史资料对模型进行了训练和检验,结果表明,精度较高。为了能够提高预测模型的适用性和可视化操作水平,开发了功能较强、界面友好的人工神经网络预测模型可视化操作平台,从而使模型的可操作性更强。石羊河流域水土资源开发对水资源转化的影响研究在内陆干旱区具有代表性,因此本文的研究结果对促进其他内陆河流域水土资源的合理开发利用有一定的参考价值。