目前，我国地下水污染问题日益严重，由于地下水流的特点，地下含水层的复杂性等，地下水一旦受到污染，其治理和恢复将是一个艰巨、漫长的过程。因此，采取科学的地下水资源保护和管理措施，是遏制地下水水质恶化、防止地下水污染、有效保护地下水资源、实现其可持续利用的最根本的方法和措施。我国在地下水资源保护方法和技术方面的研究起步较晚，和发达国家相比存在一定的差距。本论文在系统分析研究目前地下水保护的主要方法技术：地下水易污性评价方法、地下水污染风险评估方法和地下水水源保护区范围的划分方法的基础上，结合研究区域的实际情况，开展了以下几方面的研究： 1．研究区域地下水模型研究 在收集调查研究地区资料的基础上，利用GIS/ARCINFO软件，将区域资料进行数值化，建立了张集地区的数值高程模型(DEM)和区域参数要素的分布图，建立起区域地下水模型研究的数据库。在此基础上，构建区域地下水概念模型和数学模型，将地下水模型软件FEFLOW应用于区域的地下水水流模拟，得到区域地下水水位，并和实际监测水位进行比较分析，对地下水水文地质参数进行率定。同时将地下水模型MODFIOW中的MT3DMS应用于区域的地下水水质模拟，分析不同污染物排放浓度下，地下水中污染物迁移传输情况、地下水水质浓度的变化及地下水污染的时间效应。通过地下水水量和水质模型模拟，定量分析了研究地区地下水流特征和污染物迁移传输情况。 2．研究区域地下水易污性评价方法研究 地下水易污性是含水层对污染物的敏感性，和含水层的水文地质特征有关，反映了含水层的固有属性。地下水易污性评价的方法主要有指标法、数值模型法和统计法。针对研究区域的情况，本文分别采用地下水易污性评价的指标法和模糊优选方法评价张集地区裂隙岩溶含水层地下水易污性。 (1)指标法是地下水易污性评价的较简单、实用的方法。本文将目前广泛采用的几种地下水易污性评价的指标法：DRASTIC法、GOD法和SINTACS法应用于张集地区。对评价结果的分析表明：不同评价方法对研究区域的地下水易污性评价得到了不同结果，根据区域地下含水层的水文地质特性，DRASTIC法更真实的反映了区域地下水易污性状况，因此更适用于地区地下水的易污性评价。在DRASTIC法的基础上，结合研究区域的实际情况，建立了张集地区地下水易污性评价的GRADIC法，并应用于张集地区。GRADIC法在区域地下水易污性评价结果表明，GRADIC法与DRASTIC法评价结果基本一致，反映了区域地下水易污性的真实状况。但是由于GRADIC法比DRASTIC法的评价因子更为简化，因此比DRASTIC法更为简单适用，可以作为张集地区地下水易污性评价的方法。(2)指标法虽然简单实用，但有一定的主观性和经验性，方法在对评价因子进行分级的过程中，将某一范围因子作为一个级别而采用相同的评分，没有真实的反映指标的连续变化。这是易污性经验评价方法在实际应用中存在的明显不足。根据地下水易污性模糊性的本质特征，模糊优选方法充分考虑了样本间评价参数的差异，弥补了指标法的不足，从而更准确的反映了地下水易污性状况。在建立的地区易污性评价方法GRADIC法的基础上，利用模糊理论，建立区域的地下水易污性评价的模糊优选评价模型。在研究区域内选取12个样本区，同时应用模糊优选方法和GRADIC法对其地下水易污性进行评价。评价结果的对比分析表明：总体上，两种方法得到的研究区域的地下水易污性高低的总体趋势是一致的。但是对一些样本区域，GRADIC法评价结果具有相同的地下水易污性指标，说明它们的地下水易污性相同；但是模糊优选方法计算得到样本的地下水易污性的相对隶属度的值不同，说明样本的地下水易污性是不同的。这说明，GRADIC法在某种程度上忽略了落在同一评分区间的样本参数的不同，造成计算结果忽略了样本地下水易污性的差异；而模糊优选方法则充分考虑了样本的差异，从而更准确的反映了样本间地下水易污性的差别。因此，与指标法相比，模糊优选方法在地下水易污性评价中更具优越性。 3．研究区域地下水污染风险评估方法研究 地下水的污染风险反映的是地下水含水层特征和区域污染行为的共同影响，是地下水易污性和区域污染负荷共同作用的结果。地下水污染风险评估要在地下水易污性评价因子的基础上，在天然的地球化学系统和地下水流动系统中考虑污染负荷带来的潜在影响。一般来说，污染物负荷和人类活动密切相关，而人类活动具体表现为区域土地利用情况和方式。本文在建立的张集地区地下水易污性评价的GRADIC法的基础上，增加土地利用因子LU，构建区域地下水污染风险评估的GRADICL法，用于区域的地下水污染风险评估，并将评估结果和SI法及USGS法的评估结果进行对比分析。三种方法得到的区域的总体地下水污染风险相同，均为中等，但是各个污染风险类别所占的面积及区域地下水污染风险分布存在差别。根据区域的地下含水层的水文地质状况，SI法和GRADICL法的评估结果，特别是高污染风险区的分布，更准确的反映了区域地下水的污染风险程度。由于GRADICL法在评价时去除了地形情况的评价因子(T)，因此其在地下水污染风险评价时较SI法更为简单，更具优越性，可作为张集地区的地下水污染风险评估方法。 4．研究区域地下水水源保护区划分 建立地下水水源保护区是保护地下水资源的最有效的方法之一。地下水水源保护区范围划分方法很多，包括：影响半径计算法、解析法、水文地质图法和数值模型法。方法选择主要依据掌握的研究区域的资料情况及管理要求采用不同的方法。本文采用KLF法对研究区域地下水水源保护区范围进行划分。KLF法是针对非承压含水层，在影响半径计算法的基础上，充分考虑了由于地下水位波动引起的地下水流梯度的变化，通过计算，分别得到地下水开采井的上游、下游及垂直于地区地下水流方向的保护区范围。对区域内开采水量和含水层饱和厚度对地下水水源保护区的范围的影响进行了分析，结果表明：开采水量和保护区范围成正比，即开采水量越大，保护区范围也越大；而含水层饱和厚度和保护区范围的关系则相反。 KLF法在研究区域的应用说明：KLF法是一种计算简单、实用、有效而又能较准确的划分地下水水源保护范围的方法，可以推广应用到中国其他地区。