地热资源作为一种非常宝贵的矿产资源,是缓解全球气候变暖、提高国际竞争力且极具开发前景的清洁能源。与其他的化石能源相比,地热资源本身具有低碳、可再生的特点,所以在近几十年内,地热能在世界各国得到了广泛的开发与利用。兰州坳陷具备存储地热能的天然良好条件,但目前兰州地热资源开发利用尚未形成规模,主要原因是对兰州地热的开发研究程度不高,进行大规模的开发利用尚存在风险。鉴于此,本研究以兰州地热系统为研究对象,在研究兰州地热水水化学特征的基础上,对地热流体的水化学类型进行了分析,并采用多元统计、离子比例系数和同位素技术研究了地热水的水文地球化学成因和地热水的来源。此外,本研究还选取适宜的地热地球化学地温计计算了研究区地热水的热储温度。最后,建立了地热水数值模型,探讨了兰州坳陷地热在水量上的可持续利用性。主要的研究结论如下:（1）兰州地热水的水化学类型主要为Na-Cl型,浅层地下水的主要化学类型主要为Na-SO4型和Na-Cl型。地热水主要受岩盐风化和溶解作用的影响,地热水的阳离子交换作用强于浅层地下水。地热水的来源主要为古渗滤水,浅层地下水的来源主要为现代渗滤水、古渗滤水和封闭型水的混合水。（2）通过对比Si O2地热温标和阳离子比值地温计等几种热储温度计算方法,发现阳离子比值温度计较适宜该地区的热储温度计算。根据对比研究这几种地温计计算出来的结果,研究区热储温度的范围是62.41℃-117.15℃。在阳离子温度计中,Na-K-Ca温标估算得到的热储温度更符合本区的地热地质背景。（3）地下热水的水质评价结果表明,研究区域的地热水具有很高的医疗价值,同时地热水具有较高的腐蚀性。地热水中F-和NO3-的含量较高,但其通过皮肤接触所引起的非致癌健康风险远远小于1,均在可接受范围内,因此,采用地热水进行洗浴不会对人体产生健康风险。（4）利用建立起来的研究区数值模型计算可以得出,在各地热井开采量为700 m~3/d的情况下,研究区地热水在开采50年后下水位下降的幅度不超过100 m。研究区开采出的热量相当于热功率分别为29.69 MW,年开采累计可利用的热能量为1.56×10~9 J,研究区属于中型中低温地热田。