中国内陆盆地主要分布于干旱半干旱地区,地下水资源不仅是支持当地经济社会发展的宝贵资源,同时也是维持生态环境平衡的重要因子,开发利用不当也可能成为不可忽视的致灾因子。内陆盆地降水稀少,蒸发强烈,地表水与地下水转化关系频繁,水资源时空分布极不均衡,不仅是资源性缺水地区,同时也是水质性缺水地区。科学正确的认识内陆盆地地下水循环规律是解决以上问题的基础。地下水流系统理论已经成为当代水文地质研究的重要理论工具。然而大多研究人员在利用该理论解决实际问题时往往都将关注点放在含水介质本身,而忽略了流体物理性质对地下水渗流的影响。特别是内陆盆地地下水水溶组分差异明显,流体物理性质的非均匀性更值得关注。作者基于反应性溶质运移模型开发形成了变密度流模型,实现了水流模型与溶质运移模型的双向耦合。在总结分析内陆盆地水文地质特征及水循环规律的基础上,概化形成了一个理想盆地剖面,基于改进后的程序,建立了理想剖面的数值模型,利用流线法和年龄方法划分了地下水流系统,并定量分析了流体密度对地下水流系统及水循环量的影响。基于水动力学方法对区域水流系统的抑制机理进行了探讨,并定量计算了密度对区域水流系统的抑制程度。理想模型的模拟结果显示,内陆盆地可发育三级地下水流系统。流体密度对地下水流系统影响非常显著,随着盆地中部水溶组分浓度的增加,区域水流系统发育受到抑制,而局部水流系统得到增强,在盆地中部平均TDS约为40 g/L的情况下,区域水流系统循环量比例将减小45.43%,而局部水流系统将增加39.28%。根据区域水流系统抑制程度的计算结果,当盆地中部地下水TDS达到临界浓度后,山前补给的地下水具有的总势能将不足以驱动形成区域水流系统。最后以柴达木盆地典型剖面为例,系统分析了实际剖面的地下水循环特征;结合古气候波动,再现了地质历史时期水盐运移演化过程。结果显示,现状条件下该地区只发育局部水流系统与区域水流系统,且局部水流系统循环量所占比例较大,达82.25%;水盐运移与富集过程受水流系统影响明显;另外,水溶组分有继续浓缩富集的趋势。