以渭北黄土台塬灌区独特的自然地理、水文地质和社会经济状况等为前提条件，通过对研究区现状水质调查、水文地质资料、地下水动态监测资料搜集整理，对宝羊灌区地下水水化学特征、特征污染物及其空间分布规律、地下水动态特征（包括水位动态和水质动态）、水质因素相关性分析及水质预测等方面进行研究。选择宝鸡峡羊毛湾灌区为典型研究区，宝鸡峡羊毛湾灌区（简称宝羊灌区）位于陕西省咸阳市，是渭北黄土台塬区的重要组成部分，我国重要的农业区和陕西省大型农业灌区。按照水文地质条件的不同将研究区（宝羊灌区）进行分区，然后按照不同的分区选择典型代表井进行地下水质及其变化等内容的研究，具体研究及结论如下：（1）水化学特征研究：地下水矿化度小于1g/l，属于淡水区，总硬度低于450mg/l，属于软水区；水化学类型多为HCO₃-Na型和HCO₃-Na.Mg型，近年来，水化学类型向HCO₃.SO4-Na型和HCO₃.Cl-Na型转化，表现为显著地肥水化过程；（2）水质调查与评价：在研究区进行实地的水质调查和采样，分析CODMn、Cr⁶⁺和NO₃--N的含量，分别采用单因子指数法、内梅罗指数法和模糊综合评价法对研究区地下水水质现状进行评价，分析特征污染物的空间分布规律，结论显示研究区地下水水质以Ⅲ类水为主，东部的水质较西部差，主要污染威胁是Cr⁶⁺，其分布区域为山前倾斜平原区中部区域和南部台塬区的阡东镇-兴平-咸阳市构成的三角区域；（3）地下水水位动态分析：年内动态类型，山前倾斜平原区和中部原间洼地基本属于灌溉·降雨补给-开采·径流排泄型，南部台塬区属于降雨补给-开采·径流排泄型；年际动态类型，山前倾斜平原中埋区和中部洼地浅埋区由稳定的灌溉入渗-径流型转化为持续下降的降水入渗-开采型动态；南部平原深埋区由动荡的持续下降转化为持续上升的灌溉入渗-开采型动态；（4）地下水水化学动态及相关性分析：基于1982年-2009年水质动态监测资料，分析了矿化度、总硬度多年来的变化情况和矿化度随水位埋深、降雨、蒸发和灌溉等因素的动态变化规律，结论为山前倾斜平原区为灌溉·降雨淡化-蒸发浓缩型，中部洼地区是灌溉·降雨淡化-蒸发浓缩型，南部台塬区是灌溉入渗淡化型动态；采用Pearson指数法和MINTAB统计分析软件对地下水的矿化度与主要离子构成关系进行相关分析，结果表明地下水的矿化度变化主要受阴离子(HCO₃^-、SO₄^2-、Cl^-)控制，此外，阳离子中以Na+对矿化度变化的贡献也较大；（5）地下水水质预测：依据1998年-2009年12年的水质资料，分别应用时间序列分析法的三次平滑指数计算法和BP人工神经网络建立水质预测模型，预测了2010年、2011年和2012年3年的矿化度（或Cl^-），水质预测结果显示，两种预测模型的预测结果不尽相同，从模型原理分析，BP人工神经网络模型中预测指标（矿化度）与其他相关因子（如地下水水位、降雨、蒸发和灌溉等）关联起来进行预测，预测精度更高；（6）针对灌区面临的水资源和水环境问题提出了水资源与农业生态环境的保育措施，可为黄土塬灌区地下水资源的利用与保护提供借鉴。