查哈尔滩绿洲处于乌兰布和沙漠边缘，是内蒙古阿拉善盟十大农业灌区之一。当地气候干燥，降水稀少，生态环境脆弱，地下水是查哈尔滩绿洲的唯一水源，是维系当地居民生产和生活的最主要因素。然而，由于对地下水缺乏科学管理，开采过量，同时灌溉技术、作物种植结构等方面也不同程度的存在一些问题，导致绿洲出现地下水位逐年下降，水质恶化，土壤盐渍化等问题，使绿洲的生态保护和农业发展受到严重的威胁。面积只有27.7km2的查哈尔滩绿洲，地下水资源利用过程中出现的问题具有西北干旱沙漠区绿洲地下水资源研究的典型性。通过野外调查与现场试验相结合的研究方法，对查哈尔滩绿洲地下水资源开发利用现状和地下水动态进行了调查研究，确定了绿洲地下水资源承载能力，并提出了地下水资源可持续利用建议。论文的主要研究成果如下：(1)地下水动态观测数据表明，查哈尔滩绿洲观测井单井水位累计降深达6-10m，平均每年下降0.27-0.45m；吉兰泰盐湖62口潜水观测井春、夏两季地下水位埋深变化幅度为0.2-1.17m。说明绿洲地下水开采量大于补给量，地下水资源利用属于消耗—径流补给型，且处于非稳定—疏干过程。(2)绿洲优化配置方案研究中农业结构调整以玉米和油葵为主，优化后玉米种植面积由现状年的982.4hm2调整为2015年150.33hm2，2020年151.13hm2和2025年153.8hm2，油葵种植面积由现状年的223.3hm2调整为2015年718.4hm2，2020年855.47hm2和2025年829.73hm2。同时，绿洲地下水的开采量由现状年的2000万m~3下降到2015年702.9万m~3，2020年702.9万m~3和2025年654.8万m~3。(3)从虚拟水角度对绿洲农业结构优化结果进行分析，并通过计算得到查哈尔滩地区春小麦、春玉米、油葵、瓜类和蔬菜的虚拟水含量分别为800m~3/t、460m~3/t、776m~3/t、62m~3/t和66m~3/t，进而得到农业结构优化后查哈尔滩绿洲2015年、2020年、2025年作物虚拟水总含量分别为4706191m~3、5231209m~3和5321888m~3，较现状年作物虚拟水总含量7274038m~3明显下降，验证了农业结构优化结果的合理性和可靠性。(4)对查哈尔滩绿洲地下水资源可持续利用进行深入研究，提出基于可持续发展的地下水开发利用对策：①沙漠绿洲应“以水定农业，以水定发展”，压缩农业种植面积，调整作物种植结构；②加强地下水管理，控制地下水开采量；③制定合理的灌溉制度，改变落后灌溉方式，采用高效节水灌溉技术。同时，对高产节水作物引进技术和膜下滴灌节水技术的专项分析表明：引进以棉花和谷子为主的高产节水作物以及实施膜下滴灌技术在查哈尔滩绿洲具有较高的经济效益和生态效益，推广是可行的。