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水是生命之源，是人类社会赖以生存和发展的一种宝贵资源。长期的地下水过量开采导致地下水资源出现了一系列环境问题：水位持续下降、水源枯竭、地面沉降、水质恶化、海水入侵等，其主要原因是对地下水资源缺乏科学评价和管理。本研究结合国家自然科学基金项目(No：40202027)和霍英东教育基金项目(No：91079)，根据张集水源地开采阶段抽水试验，在收集水源地自然地理概况和水文地质资料的基础上，对水源地地下水进行数值模拟和敏感度分析，并进行了水源地地下水脆弱性分析。得出主要结论如下：(1)在收集水源地自然地理概况和相关水文地质资料的基础上，根据2005年张集水源地开采阶段抽水试验进行了地下水数值模拟，并进行了参数的拟合校正，结果较好。(2)在数值模拟的基础上，对水源地未来十年内的地下水开采量进行了预报，得出：在提供的三种方案里，选取方案一作为开采方案，即：为保证水源地可持续开采，并不对地下水位产生不良影响，未来十年内建议开采量为8×10~4m~3／d。(3)在模拟的基础上，运用数值模型，在Fortran环境下，进行参数的敏感度分析，选取了水文地质参数和源汇项两类因子进行分析。结果显示：对地下水水位影响最大的源汇项因子是开采量；而对地下水水位影响最大的水文地质参数因子是而对地下水水位影响最大的水文地质参数因子是降雨入渗系数α。(4)在获取水源地水文地质资料的基础上，运用国内外广泛运用的DRASTIC指标法对水源地地下水脆弱性进行了评价。评价结果说明：水源地地下水脆弱性指标在56至165之间，其中断裂带具有相对较高的评分，大部分在150至165之间，南、北部山区和山前地带次之。南部的平原相对来说具有较好的防污性能，指标大多在81至90之间。(5)由抽水试验以及脆弱性分析，建议在水源地建立并划分保护区，断裂带内设一级保护区，北部、南部山区设二级保护区，南部平原为准保护区。保护区内建议避免兴建污染性项目，并加强区内生活垃圾、污废水和人畜粪便的管理。本文的研究成果可为张集水源地的地下水资源管理提供依据。