随着京津冀地区经济社会的迅速发展,能源问题日益突出,地热资源作为可再生能源之一,受到广泛关注。目前面临的主要问题为地下水水位不断下降,从而引起地下换热器换热效率低、泵耗大、热贯通等问题;以及在实际应用中判断热贯通主要采用实践经验的方法,缺乏先进的理论指导。并且,实现地热资源的可持续和高效利用涉及到岩层的沉积环境、岩层热物性、水文地质参数、地球化学、地热能等多个学科领域。本文结合《京津冀协同发展黄骅、海兴地区1:50000环境地质调查》对黄骅地区第Ⅳ含水组地下水系统进行了野外抽水试验、水样分析和数值模拟分析,得到研究区域地下水流场、地下水温度场、地球化学特性。并探讨地下水源热泵机组冷流体回灌对水文地质的影响,初步划分地下水源热泵系统适宜区域,为相关理论研究和实践应用提供参考。本文研究结果如下:（1）首先对研究区域地下水的第Ⅳ含水组进行水文地质调查。通过钻孔取芯和野外抽水试验,得到重点区域岩层分布特性和水文地质参数。HHSW04-01钻孔含水层厚度和平均渗透系数分别为:57.6m、39.6m、80.1m、37.5m和2.2m/d、2.7m/d、3.3m/d、2.0m/d。随着降深的增加,影响半径逐渐增大,单位涌水量逐渐减小。单位涌水量在1.6-3.9L/（s·m）之间,属于强富水性。地下水p H值为7.9-8.3,水化学类型以Cl-Na为主,其次是HCO3-Na和SO4-Na型水。（2）采用阳离子温度计对水源热泵系统应用靶区的储层温度进行预测。结果表明:研究区域地温梯度为2.9-4.3℃/100m;热储层能达到的温度或地热水曾经达到的温度为51-60℃,地热流体循环深度约为1105-1315m,属于低温地热资源中的温热水。（3）基于有限元模拟软件FEFLOW,建立了研究区域第Ⅳ含水组地下水的三维数值模型,采用2010年06月至2010年12月期间的地下水变化趋势对模型进行验证。采用2017年12月为现状的地下水开采量分析对研究区域地下水位的影响,并预测未来5年地下水水流场概况,为水源热泵系统适宜区域划分提供参考。结果表明:单井开采流量越小,降深越小,易趋于稳定。在相同抽水流量下,小流量、小降深间断性抽取,对含水层水位影响较小;研究区域地下水补给主要来自西北部和南部地区;西南地区受沧州市东部工业区地下水开采的影响,地下水水位补给困难;西北部地区引用黄河水,停止对地下水的开采,地下水位恢复比较明显;东部地下水开采较少,地下水位变化较小,海平面以下地下水基本呈滞留状态;地下水水位下降主要集中在市区周边和工业区附近,降深将在5-10m,属于开采疏干型。（4）通过分析重点区域热贯通过程中对含水层温度场的影响,并结合地下水流场、温度场变化、化学场、以及未来五年地下水位变化趋势,初步划分水源热泵系统的适宜区域。结果表明:研究区钻孔HHSW01所在的南部沿海地区地下水温度相对较高、水位埋深较浅、渗透系数大、富水性、出水温度相对较高、回灌对温度场影响范围相对较小、属于研究区上游区域,是实现水源热泵机组经济、高效、稳定运行的适宜区域。