水资源是基础资源与战略资源，是人类赖以生存和发展的基本条件。水资源短缺不仅是全球最紧迫的资源问题和环境问题，同时已被上升到影响国际社会安全的高度。在我国，水资源短缺与水资源时空分布不均，是我们面临的两个重要问题。　　 应急供水，是指在非常情况下，常规供水不足或受阻中断时，能够快速启用并在一定时间段内提供城镇居民低水平饮用水的需求，以保障城市安全供水。应急供水系统建设是短期解决区域水资源短缺紧张形式的重要措施之一。而地下水由于其具有水量稳定、不易受污染（相对地表水而言）、取水设施不易受到人为或自然破坏等，是较理想的应急供水水源。　　 北京市怀柔应急备用地下水源地，是我国最早的大型城市应急备用供水系统之一，于2003年8月开始并网运行，按原定设计应于2005年进入水源涵养阶段，但由于北京地区连续干旱的特殊条件的出现，以及南水北调水源未到的实际情况，为保障城市供水安全，应急水源地不得不进行了持续开采。　　 应急供水之所以能够成为保证城市安全供水的后盾，是以牺牲区域水资源、环境和生态，以及付出高代价的技术、经济成本为前提的。而当应急供水系统被当作固定水源，按常规供水系统的供水方式持续运行，其产生的后果往往是严重和难于预测的。应急备用水源地运行风险监控的研究在国内外还较少，而如北京市怀柔应急地下水源地这样被迫连续6年持续开采的情况，更无先例可鉴。因而以北京市怀柔应急备用水源为示例，进行水源地的开采影响、运行风险研究，具有较强的典型性和可借鉴意义，特别在其已被迫进入持续开采状态连续6年后开始本文的研究，更能突出应急备用水源地运行风险监控研究和必要性和现实意义。　　 本文在地下水长期观测网、大地水准网等地面观测基础上，针对北京市怀柔应急地下水源地运行引起的生态环境地质灾害风险以及人为扰动对供水安全的风险，集成"3S"（RS、GPS、GIS）等技术手段，提取应急地下水源地运行风险信息，进行多源数据同化，构建准确的区域三维水文地质概念模型，建立地下水流三维数值模型。对应急水源地及其周边地区的地质及生态环境进行分析，建立运行风险评价指标体系，进行应急地下水源地运行风险的综合评价与区划。综合考虑区域水文地质条件、水资源状况、生态环境需求等，进行区域地下水、地表水联合调蓄研究，分析区域水资源养蓄条件。　　 通过本文研究，以提高应急地下水源地运行风险监测能力，增强城市供水安全保障能力，丰富遥感技术在水文地质领域应用的技术方法体系。进行北京市怀柔应急地下水源地安全运行风险评价，提高应急地下水源地安全运行业务化水平与科学研究水平，为有关管理部门提供辅助决策支持。　　 取得的创新成果主要有：　　 以北京市投入运行的怀柔应急地下水源地为研究区，通过遥感图像信息提取，调查区内生态环境和地面沉降、地裂缝、岩溶塌陷等地表形变灾害，以及区内地表水体、植被等地表生态环境因子，结合应急地下水源地建设、开采、监测等资料，建立应急地下水源地运行风险评价指标体系；　　 在区域水文地质条件分析基础上，建立潮白河-怀河冲洪积扇水文地质概念模型，并对该概念模型进行数学描述，选取合适的求解方法（软件）来建立应急地下水源地地下水数值模型。通过模型精确刻画区域含水层结构特征，分析区域地下水动态特征。　　 根据供水要求和区域水资源管理规划制定开采方案，并对不同开采强度、不同开采时长的地下水变化情况进行预测分析；　　 分析影响应急地下水源地运行的各项因素，选取部分可量化指标建立北京市怀柔应急地下水源地运行风险评价层次分析模型，确定各评价指标的权值。采用专家打分法进行各评价指标的风险度描述，在GIS 平台下，通过图层叠加等空间分析进行运行风险综合评分，结合模型分析和生态、环境综合分析等进行水源地的运行风险区划；　　 在区域地下水调蓄试验成果分析、调蓄水文地质条件分析、现状调蓄工程条件分析基础上，开展水源地地表水、地下水资源联合调控研究。计算地下水库容量，查找调蓄水源，提出地下水地表水联合调蓄方案建议，进行南水北调进京后，北京市怀柔应急地下水源地水资源养蓄方案下的地下水情况预测。