基于区域大量的密集分布的钻孔岩性数据，实现多尺度、多精度需求与数据联合驱动的地下水流和溶质运移数值模拟，可为解决区域地下水资源问题、环境问题、生态问题以及地下水灾害问题等提供理论支持。然而，由于含水介质的非均质性，含水层水文地质参数具有空间变异性和尺度效应，导致地下水流和溶质运移模拟的结果往往会与实际有较大的偏离。本文基于较高密度的钻孔岩性数据建立多尺度非均质多孔介质模型，根据建立的多孔介质模型获取水文地质参数场，并将参数场应用于地下水数值模拟中的研究十分有意义。本文主要开展了以下研究：以大量的密集分布钻孔岩性数据为基础，分析了含水介质的非均质性，利用Voronoi图方法实现了钻孔数据的密度和面积分布概况的分析；提出了针对密集分布钻孔数据尺度综合方法；研究了多孔介质的转移概率地质统计随机模拟，提出了侧向转移概率计算方法；分析了侧向转移概率对模拟结果的影响；对比分析了尺度综合虚拟钻孔与原始钻孔建立的转移概率地质统计三维随机模型；基于尺度综合虚拟钻孔和真实钻孔的多尺度多孔介质模拟和确定-随机耦合模拟；基于多孔介质随机模型的水文地质参数提取；分析了基于转移概率地统计模拟提取参数的稳定性与实现个数的关系；并将建立的多孔介质模型与地下水流和溶质运移数值模型结合，应用于地下水数值模拟，从而为区域地下水管理和分析提供支持，得出以下主要结论和成果：（1）基于密集分布钻孔岩性数据，得出了实例研究区含水介质的的两个主方向空间变异相关距离分别为5500m和12000m；提出了对密集分布钻孔岩性数据进行尺度综合生成虚拟钻孔的方法，生成的虚拟钻孔较好地反映了含水介质大尺度上的结构性特征。基于尺度综合虚拟钻孔建立的含水介质随机模型，可以较好的反映含水介质粗尺度上的总体分布特征，在强非均质区域模拟结果表现为连续等效介质。（2）侧向转移概率对模拟结果的影响分析显示，如果侧向与垂向介质平均长度比值估计过小，导致介质分布随机性强，不具有连续性；如果某种介质比值估计过大，则导致该介质水平方向上连续性过强，本文提出的基于垂向分层平面连续地质类型假设的侧向转移概率计算方法，可以有效的根据钻孔数据得到侧向转移率矩阵，并且模拟效果较好。开发了基于GIS的集钻孔等数据管理与转移概率地统计建模与一体的程序。（3）转移概率地统计模拟结果评估显示，在弱非均质或者相对均质区域，模拟结果可以较好的还原区域含水介质的介质类型分布，而在非均质性较强的区域，模拟结果难以还原真实的介质分布；由此，针对大尺度含水介质模拟，提出了基于多尺度钻孔数据转移概率地统计模拟的方法，即耦合弱非均质区的正常尺度综合钻孔和强非均质区更细尺度的尺度综合钻孔进行模拟，使得模拟结果在强非均质区域可以更好地还原含水介质真实分布。（4）基于尺度综合虚拟钻孔和实际钻孔，利用转移概率地统计可以有效地创建多尺度多孔介质模型；将建立的确定性水文地质结构模型与结构体内的随机模型相结合，实现了多孔介质的确定-随机耦合模拟，模拟的多孔介质模型即具有大尺度的结构性又具有小尺度的随机性特征。（5）转移概率地统计模拟各结点的稳定性与钻孔密度和分布，模拟区域的非均质性强弱等因素有关，在弱非均质区域，转移概率地统计的模拟结果趋于稳定较快，每次模拟结果相同的可能性大；而在强非均质区域，模拟结果趋于稳定慢，每次模拟结果随机性强；在数据稀少区域，每次模拟结果的随机性更强，但是随着实现数的增加，各介质所占比例趋于稳定。（6）将多尺度多孔介质模型与大尺度地下水流和多尺度溶质运移数值模拟结合应用的实例显示，大尺度地下水流数值模拟使用基于尺度综合虚拟钻孔进行转移概率地统计模拟提取的渗透系数，小尺度溶质运移模拟使用实际钻孔进行转移概率地统计模拟提取的渗透系数，在地下水数值模拟中是可行的，转移概率地统计生成的条件化的随机模型体现了渗透系数的空间变异性，改变了局部水头分布和水流方向，其模拟结果往往更接近实际情况。本文创新点体现在：（1）创新了基于密集分布钻孔岩性数据进行尺度综合生成虚拟钻孔的方法；（2）提出了基于垂向分层平面连续地质类型假设的侧向转移概率计算方法；（3）基于尺度综合虚拟钻孔和实际钻孔，利用转移概率地统计方法实现了多孔介质多尺度随机模拟。