内蒙古自治区鄂尔多斯市自然资源丰富,为我国主要能源基地之一,鄂尔多斯市神东矿区煤炭资源的大规模开发利用,为当地的经济社会发展提供了强有力的支持。但高强度煤炭开采的同时,也给当地带来一系列地下水资源短缺问题,由开采引发的水质与水量的变化,成为制约当地社会、经济继续发展的主要问题。因此,本文以神东矿区旗下较有代表性的补连塔矿区为研究区,开展采煤驱动作用下含水层系统演化研究,探究地下水化学组分变化特征及流场变化情况,以便高效合理的提出地下水治理方案与水资源保护措施。本研究在收集研究区的地理、地质、气象、区域水文地质、农牧业等相关资料的基础上,结合野外实地勘查和室内试验等多种手段,对补连塔矿区的地下水流场变化、地下水化学组分变化与空间分布特征进行分析评价,并建立水文地质概念模型。通过地下水三维数值模拟软件GMS内嵌套的MODFLOW地下水流场模拟模块,模拟补连塔矿区在多年高强度采动作用下上覆含水层的流动变化;通过计算冒落带与裂隙带的影响高度并结合常规离子、微量离子、氢氧同位素等对采煤层系上覆含水层之间的水力联系做出判断;通过实测研究区地下水各化学组分特征,针对矿区及煤矸石、矿渣堆放区产生的特征污染物含量进行空间分布研究,并提出采动作用下地下水环境的治理措施。本次研究的主要内容共有以下几方面:（1）对研究区浅层含水层布设地下水采样点,以乌兰木伦河及其支流为网格并进行适当延伸,进行网格状采样,对水样进行测试,测试指标为Na+、K+、Ca2+、Mg2+、F-、Cl-、SO42-、NO3-、CO32-、HCO3-、TDS、PH、δD、δ18O、~3H共15项指标,地下水各化学组分含量以《地下水质量标准》GB T 14848-2017为标准（选取地下水质量标准Ⅲ类水为标准值）得到地下水各化学组分所占权重,使用改进内梅罗指数法对地下水水质进行评分,结果表明:补连塔矿区地下水系统水质总体良好,地表径流为西北到东南,上游含水层颗粒较大,下游含水层颗粒较小,上游到下游含水层孔隙逐渐减小,导致溶滤作用随孔隙变小而逐渐强烈。研究区地下水矿化度偏高、呈弱碱性淡水环境。（2）通过地理信息系统对研究区NO3-、SO42-和TDS的实测含量进行空间分布情况的分析,结果表明,在采煤驱动下研究区地下水中SO42-呈现出上游方向向下游方向富集的趋势,在下游区域浓度达到最高;而NO3-等离子与组分呈现出以矿区为中心7km为半径的范围内浓度最高,向周围逐级递减的态势;TDS总体趋势以补连塔矿区与其他临近矿区为中心,呈现出多点富集并向四周递减的态势。（3）通过对水样常规水化学组分、微量水化学组分、氘氧同位素进行分析,并结合水文地质资料,推测在采动作用下,补连塔矿区煤层上覆第四系孔隙含水层、直罗组裂隙含水层、延安组含水层出现连通,各含水层之间相互贯通,并存在越流补给直接补给到含煤地层,是导致含煤地层地下水水质较差的原因之一。（4）通过分析研究区地质、水文地质、气象等资料,确定研究区的地质结构、空间展布、边界类型和源汇项等数据建立研究区概念模型。结合研究区实际情况将模型概化为由上至下分别为第四系含水层、直罗组含水层、砂纸泥岩弱透水层和延安组含水层,模型西侧为已知流量补给边界,东侧为已知流量排泄边界,南北为零流量边界,模型类型为均质各向异性三维非稳定流模型。模型预测表明:2020-2046年地下水水位在现有开采条件下并无显著变化,但开采导致局部地下水循环模式发生改变形成降落漏斗,形成局部地下水循环系统加快地下水循环。（5）在地下水化学特征、含水层结构变异与地下水流场变化趋势的基础上,基于采动影响下补连塔矿区地下水的保护需求,提出地下水环境的合理治理方案,以科学排放、科学减排、重复利用与精准定位为基本准则,开展对研究区地下水环境治理、矿区突水精准定位处理的工作,并在后期加强地下水监测工作,以实现长期的合理规划与及时治理。