地下水是干旱半干旱区水资源的重要组成部分。近年来随着人类活动的加剧,地下水环境受到破坏并带来一系列环境问题,地下水环境保护与治理的重视程度不断提高。因此,开展半干旱地区地下水环境演化的相关研究对正确处理干旱半干旱地区人与自然关系、科学规划与保护地下水资源、实现地下水环境的改善与可持续发展有着十分重要的理论和实际意义。本文基于中国地质调查局沈阳地质调查中心项目“区域水资源调查方法和地下水生态阈值调查研究”项目（编号:DD20190340-W09）及“双辽市地下水资源调查与评价”项目选题。针对半干旱地区地下水环境演化以双辽市为例开展了相关研究。构建了包括“地下水环境评价—时空演化—演化模式—调控”的针对半干旱地区地下水环境演化研究体系;构建了包括驱动力（D）、活动（A）、压力（P）、状态（S）、影响（I）、响应（R）的DAPSIR地下水环境评价体系并对地下水环境进行评价;基于空间分析与空间统计的相关方法揭示了地下水环境时空演化及影响因素;采用耦合协调度和脱钩关系划分了地下水环境的演化模式并通过偏最小二乘法结构方程模型研究不同演化模式的演化机制;通过地下水数值模拟开展了地下水环境演化调控研究,取得的主要成果如下:（1）构建了半干旱地区集“地下水环境评价—时空演化—演化模式—调控”于一体的地下水环境演化研究体系,耦合了数学模型方法、空间分析和空间统计方法、第二代统计学方法、数值模拟方法,从时间的变化和空间的差异性两方面,明晰了半干旱地区地下水环境的时空演化规律和影响因素,提高了地下水环境演化的认识水平;定量化分析了在自然环境和人类活动综合影响下地下水环境演化模式及机制。（2）采用改进的考虑活动要素（A）的DAPSIR评价体系进行了双辽市地下水环境现状评价。其结果显示出双辽市地下水环境评价值整体呈现“南高北低”的空间态势;东辽河河谷平原资源禀赋较好,人类活动带来的负面影响较小,地下水环境评价值较高,反映其地下水环境相对较好;西辽河河谷平原资源禀赋较好,但城区人类活动带来的负面影响影响较强,其评价值低于东辽河河谷;台地资源禀赋和生态环境较差,评价值最低,反映其地下水环境相对较差。（3）全面系统揭示了双辽市1982～2018年地下水环境演化特征及演化的影响因素。双辽市地下水环境呈现明显的恶化趋势,东辽河河谷平原恶化幅度最小,西辽河河谷平原居中,台地恶化幅度最大,地下水环境空间极化趋势不断增强;其演化可以分为1982～1997年、1998～2018年两个阶段,随着人类活动的增强,1998年以后地下水环境值“南高北低”的空间态势得到进一步加强;地下水环境优质区的乡镇主要集中在东辽河河谷平原中,劣质区乡镇位于台地北部;随着地下水环境演化,优质区的减少和劣质区的增加反映出地下水环境呈现出恶化趋势。在演化的影响因素方面,1982～1997年自然禀赋是决定地下水环境初始格局状态的基础要素;1998～2018年,人类活动对地下水环境带来的破坏凸显;地下水环境优质区的乡镇影响因素集中在水量方面,过渡区的乡镇影响因素集中在水量和水质方面,劣质区和风险区的乡镇影响因素集中在水量、水质和生态方面。（4）划分了双辽市5种地下水环境演化模式并分析其演化机制。演化模式包括:协调发展—强脱钩快速恶化模式（卧虎镇、永加乡、兴隆镇、服先镇、玻璃山镇、茂林镇）;过渡发展—弱脱钩缓慢恶化模式（双辽城区）;协调发展—衰退脱钩持续衰退模式（那木斯乡和红旗街道）;协调发展—扩张负脱钩持续改善模式（新立乡、王奔镇和柳条乡）;协调发展—弱脱钩缓慢恶化模式（东明镇和双山镇）。演化机制研究结果表明:水量要素的变化主要体现在水位降低和开发利用程度升高,除城区外自然环境压力对水量要素的作用强度大于社会经济压力;水质要素方面,不同演化模式的水质问题严重程度不同,水质要素面临的压力体现在化肥使用量和污水排放量;生态环境要素方面,协调发展—强脱钩快速恶化模式、过渡发展—弱脱钩缓慢恶化模式、协调发展—衰退脱钩持续衰退模式出现了不同程度的生态环境问题,自然环境压力体现在土地利用类型变化,社会经济压力体现在垦殖率和牲畜养殖量。地下水环境自然禀赋的差异性是造成演化差异的根本原因。（5）通过对地下水环境演化及机制的分析提出针对性的地下水环境调控方案:台地等旱田依托国家高标准农田建设和黑土地整理项目实行节水灌溉;西辽河城区结合吉林省东部引水工程,实施水源替代;双辽全市推广科学施肥;西辽河河谷提高城区污水收集处理率,减少污水排放。调控方案的预测结果显示,在新建引水工程后,城区超采问题将得到彻底缓解,降落漏斗消失,水位将有2～4m上升幅度;在对台地实施节水灌溉工程后,地下水位将有0.5 m左右的上升幅度;在水质方面,在科学施肥及提高城区污水收集处理率的条件下硝酸盐和城区TDS高浓度区会得到有效控制。本文的创新点如下:（1）构建了半干旱地区集“地下水环境评价—时空演化—演化模式—调控”于一体的地下水环境演化研究体系,揭示了半干旱地区地下水环境的时空演化规律和影响因素,定量化分析了在自然环境和人类活动综合影响下地下水环境演化模式及机制。（2）改进并提出了DAPSIR地下水环境评价体系,在评价体系中充分考虑了活动要素（A）,明确反映人类活动对地下水环境演化的影响和干扰,为地下水环境的调控提供依据。（3）提出了地下水环境演化模式划分方法,定量分析不同演化模式中自然环境和社会经济要素对地下水环境的作用关系及关键驱动因素,实现了地下水环境演化因果关系的有效量化。