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新疆伊犁-巩乃斯河谷地处欧亚大陆中部,远离海洋、降水稀少、蒸发强烈,区域地表—地下水资源严重制约着区域生态环境保护和社会经济的可持续发展,是国家实施丝绸之路经济带和西部大开发战略的重大制约因素。由于受区域特殊的地质地貌、气象水文要素时空变异性大和地表—地下水系统关系复杂性等问题限制,目前该区域地表—地下水转化关系的研究相对比较薄弱,制约了人们对当地水资源的合理开发和可持续利用与保护。因此,开展伊犁-巩乃斯河谷地表与地下水转化关系研究,不仅能科学有效地指导水资源的合理分配,更能为我国西北地区能源基地建设提供理论依据。本文在充分分析伊犁-巩乃斯河谷地质、水文地质条件的基础上,选择典型剖面,利用水化学、同位素技术和地下水动力学的理论做指导,结合野外水文地质调查、野外取样、室内检测等试验方法,通过对水化学组分分析、同位素特征分析与剖面数值模拟相结合的方法研究伊犁-巩乃斯河谷地表水和地下水转化关系。主要结论有:(1)河水的矿化度沿程逐渐增加,水化学类型由HCO3?SO4-Ca到HCO3?SO4-Ca?Mg(Ca?Na)型。地下水的矿化度随着地貌单元从山前洪积扇到冲积平原逐渐减小,水化学类型由HCO3?SO4―Ca?Na到HCO3?SO4―Ca?Mg(Ca?Na)型。(2)根据研究区水文地质条件,在获取地下水流场的基础上,通过剖面二维地下水流数值模拟、水化学与同位素分析,从巩乃斯河上游到伊犁河下游,河水与地下水存在相同的转化关系,即都是随着南北方向河流距离的减小,水头逐渐减低,最终排泄到伊犁河。(3)同位素研究表明,大气降水是河水和地下水的重要补给来源,从巩乃斯种羊场到阿热吾斯塘乡,地下水对伊犁河河水的补给呈现递增趋势,在阿热吾斯塘乡达到最大,地下水对河水的比例达到61.8%,而后又转变为递减趋势。(4)通过剖面二维数值模拟可以看出,伊犁河左岸的水力坡度均大于右岸,说明左岸的径流速度比右岸快,左岸的更新速度也比右岸快。山前洪积扇是强径流区,径流速度大于0.4m/d;冲洪积平原是中等径流区,径流速度是0.1~0.4m/d;冲积平原是弱径流区,径流速度小于0.1m/d。(5)剖面I向巩乃斯河中游渗漏补给量为6.99m3/d,剖面Ⅱ向伊犁河上游渗漏补给量为19.15m3/d,剖面Ⅲ向伊犁河中游渗漏补给量为18.8m3/d,剖面Ⅳ向伊犁河下游渗漏补给量为33.49m3/d。