在社会经济快速发展的今天，水资源的需求量逐步增大，水量缺乏和水环境的污染问题变得尤为严峻，直接制约了人类的经济发展。据前人资料记载，北京市拥有大小岩溶泉300余处，随着气候变化、人类采矿、岩溶水开发等各种活动的加剧，多数岩溶泉水流量大幅度衰减并干涸，特别是一些岩溶大泉也相继断流。北京本身就是水资源严重短缺的城市，水资源一直是社会经济可持续发展的主要制约因素。就目前形式，我们急需掌握西山地区各个泉域的水文地质条件，摸清其水文单元的水力联系等，方可做到适当开采，在挖掘水资源的前提下又不会破坏其平衡性能，避免水资源的污染等一系列问题。黑龙关位于北京市房山区，其作为北京重要的能源基地，自20世纪70年代以来，由于煤炭、建材、化工等资源型产业和城市建设以及工农业生产的发展，对北京的水资源及生态环境造成了不同程度的破坏，水资源供需矛盾越来越突出。2003年以来启动的“应急水源地”建设工程，先后建设了北京—西山、房山—张坊和平谷—中桥3处岩溶水应急水源地。辛宝东（2005）将房山—周口店岩溶水分布区划分为三个水文地质单元，其中已建的张坊应急水源地、高庄—甘池泉群和黑龙关泉域均位于“霞云岭—龙门台复向斜水文地质单元”内部。其中黑龙关泉域的边界问题及泉域与其他泉域间的水力联系均未得到深一步的研究。本文针对北京西山地区黑龙关泉域岩溶水环境水文地质问题及岩溶水系统边界不明的状况，通过野外调查取样，室内测试分析的手段，开展北京黑龙关泉域水化学同位素研究。利用水样水化学成分之间的相关性分析了水化学成分的源解析，利用聚类分析、Piper三线图及毫克当量法更进一步的划分了水化学类型，并确定了岩溶水系统的阻水边界、弱透水边界及透水边界。研究结果显示，该泉域分为2个岩溶水子系统，分别是大石河背斜子系统和百花山南翼子系统。其中大石河子系统岩溶地下水主要由大气降水及碎屑岩区地表水渗漏补给，经过地下径流，分别于九道河和凉水泉以天然泉的形式排泄。而百花山向斜南翼岩溶水子系统的补给主要为降雨入渗、河流渗漏补给、大安山煤矿排水补给和大石河子系统九道河泉流至长操一带的二次渗漏补给，黑龙关泉为该子系统的最终排泄点。通过研究区水化学同位素分布特征的研究，得出该区主要以HCO₃-Ca型水为主，水质状况良好，个别地区水质较差，推测为附近煤矿开采污染及人类活动影响。本文主要创新点在于前人仅针对北京西山地区进行了岩溶水的研究，而本文却对相对独立的水文地质单元进行研究，划定了黑龙关泉域的边界问题及其补径排关系等。且在黑龙关泉域开展的岩溶水化学-同位素研究，为该地区岩溶水环境水文地质演化提供重要的技术支撑。