忻州市奇村地热田是山西省著名的地下热水疗养地，热矿水的开发利用也较早。近几年来，由于经济的发展，随着地下热水的过量开发利用，导致了热田区地下水水位下降，热水温度降低，水质朝着恶化的方向发展。本课题将从水量、水质两个方面着手，初步计算热水资源量，同时根据水文地球化学资料解释地下水化学成分的分布和形成、演化机理，为热水资源的合理开发利用和预测、治理因人为开采活动而引发的环境问题提供依据。 论文第一章介绍了课题来源和研究意义、奇村地热田的研究现状和水—岩相互作用研究现状及发展趋势以及本论文的研究思路。第二章根据收集的资料介绍了区域和奇村地热田区的地质条件。 本文第三章介绍了区域水文地质条件，并着重对热田区水文地质条件进行了分析。在计算地下水资源补给量之前，笔者首先根据1988年对用于浴疗热水井和用于灌溉水井的开采量进行的调查，初步估算了热水的开采量。本章紧接着根据热田区地质条件，采用达西定律估算了补给的热水量。在分析径流途径时，本章引用王焰新等[30]在1991年8月对忻州地区9处地下水(其中6处热水，3处冷水)进行的水中氢氧同位素测试结果，认为本区热水均起源于大气降水，本区的补给区应为西部云中山和东部金山、银山区；同时应用K-Mg温标计算了浅部热储温度为77.96℃，热水循环深度为2.42km。最后根据1991～2000年开采量、水位、水温资料，分析了三者之间的关系，认为三者之间有密切联系：开采量的增加，引起水位下降，从而使外围的冷水循环进来，与热水相混合使得热田区热水温度降低，从而减小了热田的使用寿命。 第四章在第三章对热田区水文地质条件分析的基础上，对热田区地下水系统进行了分析。本章从介质场特征入手分析了介质场特征，在此基础上提出了热田区地下水系统概念模型。同时，本章对温度场从井口温度、20m埋深处温度、剖面温度变化特征进行了分析，并假定本区热水在地壳深部达到了溶解平衡，计算了地热系统深部热储温度为375℃。 为了论证第四章中提出的热田区地下水系统概念模型，本文在第五章和第六章从地下水水化学场角度来验证。笔者根据搜集热田区19眼民井水样的水化学资料，分析了奇村地热田地下水水化学特征；运用聚类分析、PIPER三线图方法定性分析了地下水化学成因，并以此为基础，在第六章中运用PHREEQC软件进行验证性的模拟，在渗流途径上选取两点进行物质转移量模拟计算，并进行了冷水热水混合比模拟。 最后得出以下主要结论：1.奇村热水的补给源为大气降水。大气降水在西部云中山及东部金山、银山入渗补给后，在基岩断裂、裂隙中深循环，形成热水。初步计算热水循环深度为2.42公里。当浅部基岩中发育断裂、裂隙时(常伴以辉绿岩脉等侵入岩脉)，热水得以向较浅部热储层运移且呈线性聚集，部分与第四系下部孔隙水发生混合。 2.根据Na-K-Mg平衡图解结果，发现奇村热水属于“未成熟水”，即水—岩之间尚未达到离子平衡状态，溶解作用仍在进行，或热水受到了冷水的混合。 3.1988年浴疗热水平均开采量为0.135×104m3/d，灌溉热水开采量为0.220×104m3/d，总开采量为0.355×104m3/d；补给的热水量为0.139×104m3/d，冷水补给量大于0.270×104m3/d。随着时间的推移与开采量的日渐增加，水位整体呈下降趋势，水温持续下降，使外围的冷水循环进来，与热水混合使得热田热水温度降低，减小了热田的使用寿命。 4.从奇村地热田地下水水温等值线图(20m埋深)上看出，以20℃为界圈定的地温场总体呈不规则的椭圆状分布，长轴方向为北东向，与基底隆起的长轴方向及大断裂的走向基本一致；从等值线上看，南北向等值线疏松(北部最疏)，东西向等值线密集，反映了地温场受基底地形及其构造的控制。从水文地质角度看，等值线疏松意味着该方向渗透系数大，冷水沿此方向补给量大，即沿长轴方向补给量大；等值线密集意味着该方向渗透系数小，冷水沿此方向补给量小，即沿长轴方向补给量小。这一结论与热田区势场特征相吻合。 5.地下水动力场的变化与地下水化学场的演变规律基本一致。地下水从东部的云中山和西部的金山银山往热田中心运动，到热田中心和热田北部灌溉区，地下水水位最低；相应的往热田中心和热田北部灌溉区方向上，Ca2+、Mg2+、HCO3-离子逐渐减少，而Na+、Cl-、SO42-、矿化度、SiO2、F-离子等含量逐渐增加；Na+、Cl-与矿化度变化规律及其相似，其关联度密切；SiO2含量与温度成正相关关系；认为HCO3-是本区浅部循环地下水的标志性组分。 6.热田区地下水水化学成分从热田周边到热田中心主要经过了溶滤作用、阳离子交换作用以及混合作用。混合地下水F-离子含量较高，从水质上来说不适合灌溉；应该减小灌溉井的取水深度或者减少这部分地区的灌溉开采量。 7.通过PHREEQC软件进行混合作用模拟，认为热田区开采地下水的冷水、热水混合比为2：1。 日益增强的人类活动是影响热田地下热水资源短缺和水质恶化的重要因素之一。为了科学合理地开发和利用有限的地下水资源，必须加强和改善对地下水的管理，有计划、有步骤、按要求地开采和保护地下水资源。