山西之长在煤,山西之短在水,作为煤炭大省,山西长期以来饱受水问题困扰。如何应对缺水问题,是山西当下迫切需要解决的问题之一,其中工矿区地下水文过程机理仍是尚待解决的关键科学问题。工矿区地下水系统由于长期以来受采矿活动的干扰,以及水资源的过度开发,其地下水水量大幅减少和水位持续下降,地下水自然赋存环境遭到严重破坏,并改变了其补径排规律,造成水体污染严重与地面塌陷等生态环境问题日渐突出。针对工矿区水资源短缺与水环境恶化等问题,本研究以典型工矿区—山西晋祠泉域为研究区,通过解析气象、水文、地貌等自然条件,以及土地利用类型、开采现状、灌溉水平、地下水开采等社会经济条件,以降水量、地下水水位等监测数据为数据源,结合地下水变化对其含水层结构进行概化,建立工矿区水文地质概念模型及数学模型。在此基础上,联合应用GIS技术和FEFLOW模型,实现对源汇项及水文地质参数的数值输入,构建工矿区地下水三维数值模型,并进行预设四种不同情境下工矿区地下水动态的模拟预测,从而定量评价采矿活动对其所产生的影响,揭示采矿活动对地下水系统的影响机制。研究得出：(1)以2008年地下水监测水位值作为初始水位,进行模型识别校验与参数微调。校验后研究区模拟与监测水位拟合效果较好,参数赋值和模型结构均合理,模拟结果相对准确,所构建的工矿区三维模型精度满足研究需要,且符合实际情况,可进行工矿区地下水动态变化模拟预测等工作。(2)运用因子变换法对开采强度进行参数灵敏性分析,定量评价地下水水量水位对于采矿活动的敏感程度。各监测井敏感系数绝对值多位于0.2-1.2之间,平均敏感系数高达0.82,根据敏感性分级,可判定敏感等级为第Ⅲ级,地下水水位水量对采矿活动具有很高的敏感性,甚至是极为敏感,开采强度对研究区地下水动态影响较大。(3)将2008-2018年作为预测期,对预设四种不同情境下地下水动态进行模拟。结果表明,当开采强度降低10%、30%、50%时,地下水整体流场和运动趋势没有大的变化,在研究区中西部地区仍然存在明显的地下水位低值中心,形成地下水降落漏斗,但在开采强度下降30%、50%时,漏斗中心水位值明显出现回升趋势。均衡分析结果表明,当开采强度保持现状或降低10%时,地下水系统仍然处于负均衡状态,补给量小于排泄量；当开采强度降低30%时,系统转为正均衡状态,且正均衡状态随着开采强度降低而持续发展,地下水水量大幅度增加,水位明显回升。本研究揭示了矿区地下水动态变化规律,解析了采矿活动对地下水系统的影响,可为有效遏制工矿区水环境恶化、确保工矿区水安全提供强大的科技支撑,为山西工矿区乃至类似矿区的生态环境可持续发展提供借鉴与参考。