山西省作为全国重要的能源中心,同时也是黄土高原的重要组成部分,省内水资源的分布与利用情况对于全省的发展具有十分重要的意义,山西省的降水量相对较少,境内水资源时空分布不均且较为匮乏。山西省河流分属黄河、海河两大流域,黄河流域面积9713km~2,占全省面积的66.2%;海河流域面积59133km~2,占全省面积的37.8%。从河流长度而言,除黄河干流之外,省内最长的河流当属汾河,干流全长716km,流经省内六个地级市中的45个市、县、区。由于山西省山脉与盆地相间分布的复杂地形,使水资源的分布上全省呈由东南向西北递减的趋势,复杂的地形、较低的水资源利用率、不合理的工业结构使得水资源及其水化学特征在空间的分布上差异显著,这进一步加剧了山西的水资源供需矛盾。对山西省水资源水化学特征的分析研究,可以在一定程度上了解山西省地表水与地下水资源之间的转化关系,及地表水与地下水在不同时期的水体水化学特征,对水资源的科学管理规划有一定指导作用。本文通过反距离权重空间插值法分析水化学参数在不同季节的空间分布,利用舒卡列夫分类法、相关性分析以及离子来源分析等方法,对山西省整体地表水与地下水水化学基本要素的空间分布规律进行探讨,判读地表水与地下水在不同时期的主要水化学类型,并分析其离子来源和影响因素,得到以下结论:(1)在主要离子的空间分布上,地表水中离子高值多以临汾盆地、运城盆地为中心,向北部递减。地下水主要离子在丰水期时,空间分布上与地表水大致相同,地表水与地下水水力联系较强;在枯水期时,地下水主要离子在空间上的分布与地表水存在一定差异,表明在枯水期地下水与地表水之间的水力联系减弱。(2)在水化学类型的分布上,地表水水化学类型在枯水期时,因水量的减少相对丰水期类型减少,区域之间差异不如丰水期时显著。地下水在各区域的水化学类型上差异显著,地形对地下水水化学类型的影响较大。(3)在水化学主要影响因素上,地表水与地下水在丰水期和枯水期均主要受到岩石风化作用控制。地下水在两个时期受到更多的人类活动影响,地表水在丰水期时受到的人类活动影响较为明显。地表水与地下水主要离子之间的相关性相似性较高,在离子来源方面,地表水与地下水存在一定的相似性。(4)典型区域中地表水与地下水之间转化关系复杂,地下水受到较多人类活动影响,河水在夏季生长期受到人类活动影响较多。据稳定同位素之间的线性关系与地表水地下水定量分割转化率结果显示,河水对地下水的补给主要在夏季生长期,在地下水中河水的平均比重为28.1%;大气降水对地下水的补给低于河水,在地下水中大气降水的平均比重为11.18%。典型区域中地表水与地下水之间水力联系密切。