地下水是人类生活和生产所需要的一种十分重要的资源,由于受气候变化和人类活动的双重影响,地下水资源构成发生了明显的变化,影响地下水资源的合理开发利用。伊犁河谷西部平原区地处新疆西北部,位于“一带一路”建设的重要节点上,是我国向西开放的最前端。该地区气候干旱少雨,生态环境脆弱,随着经济和人口的快速增长,水资源的供需矛盾逐渐突出,由于地下水资源具有流量稳定,水质较好的特点。因此针对该地区制定合理的地下水开采方案,对于保障该地区地下水的可持续利用具有重要的实际意义。本文以中国地质调查局项目基金“伊犁河谷西部平原区1:5万水文地质调查”为依托,以伊犁河谷西部平原区地下水作为研究对象,通过水文地质调查、野外原位实验和数值模拟相结合的方法,构建了研究区水文地质参数体系,建立了研究区水文地质概念模型和三维地下水流数值模拟模型,采用PEST反演优化了水文地质参数,并对模型参数的灵敏度进行了分析,同时以该数值模拟模型为平台对区内地下水可开采资源量进行了评价。主要取得以下认识和成果:1.通过野外原位实验和数值模拟的方法,获取了研究区内源汇项和含水层属性参数,构建了该地区水文地质参数体系,编制了农田灌溉入渗补给系数、河流入渗补给系数、潜水蒸发系数等9幅水文地质参数分区图,为地下水资源评价和三维地下水流数值模拟提供参数依据。2.综合分析研究区地质和水文地质的条件上,构建了研究区水文地质概念模型和三维地下水流数值模拟模型,用Visual MODFLOW软件求解该模型,通过PEST反演优化参数。通过区内观测孔地下水位动态和流场对模型进行了识别验证,其中地下水位拟合误差均小于0.5m,计算流场与实测末时刻流场拟合较好,参数的灵敏度分析验证了模型的可靠性。3.通过现状年建立的地下水流数值模型计算得到:地下水总补给量为21.2×10~8m~3/a,地下水排泄总量为21.94×10~8m~3/a,地下水呈负均衡状态。地下水补给量中,渠系渗漏补给、农田灌溉入渗及降雨入渗补给量为11.2×10~8m~3/a,占总补给量的53%,侧向径流补给占比较小。地下水排泄项中,排向伊犁河和侧向径流排泄量总和为10.48×10~8m~3/a,占总排泄量的47.8%,地下水人工开采量为3.22×10~8m~3/a,占比为14.7%。4.基于三维地下水流数值模拟模型,利用Morris法计算了研究区内渗透系数、给水度和河床沉积物渗透性等参数的灵敏度,整体上各参数灵敏度处于0.001~2.2m范围内。其中渗透系数的灵敏度较高,其次是河床沉积物渗透系数。根据灵敏度分布等值线图,识别出地下水系统敏感和迟钝的地区,其中渗透系数在研究区南岸边界处灵敏度较高,东部灵敏度较低。河床沉积物渗透系数则表现为研究区北部灵敏度较高,最高达0.55m,而区域南部灵敏度较低。5.以研究区经济发展规划用水和生态环境为依据,在生态环境水位及水量的约束条件下,设计了三种地下水开采方案,该三种方案开采量分别占补给资源量的13.6%、40.9%和45.9%,第三种开采方案在考虑河流生态的情况下,同时能满足规划用水的需求,预测末期地下水位降深稳定,满足约束条件,为本次研究的最佳开采方案,计算得研究区地下水可采资源量为9.79×10~8m~3/a。上述研究成果对研究区地下水资源开发利用提供了重要的技术支撑作用。