中国北方岩溶地层分布广泛,岩溶地下水储量大,水质良好,岩溶地下水已经成为当地工农业生产和居民生活的主要水源.然而,近50年来,在气候变化和人类活动的影响下,造成岩溶地下水水位下降、水井枯干、泉断流.为了实现中国北方岩溶地下水资源的可持续开发利用,依托4个国家自然科学基金项目,系统地研究了岩溶地下水系统补给、径流、排泄的关系.将灰色系统理论引入岩溶水文学,建立了岩溶地下水传播的灰色系统模型,获得了岩溶地下水水力响应时间的灰色计算方法,准确模拟了岩溶地下水压力波传播的过程;运用分阶段模拟分析法研究了气候变化与人类活动对岩溶泉流量的影响过程,结果表明,人类活动已经超过气候变化成为影响中国北方岩溶泉水流量的主要原因;将极值统计理论应用于岩溶水文学,建立了极端气候变化与人类活动共同作用下岩溶泉流量的极值模型,为应对极端气候变化提供了有效分析手段;将小波分析方法应用于降水与泉水流量分析中,从时域-频域分析了泉水流量变化规律,结果认为,虽然人类活动造成了泉水流量大幅度的减少,但它并没有改变泉水流量的波动周期,主要原因是人类活动早已适应了气候变化,并且依气候变化的节奏来行事;对影响中国北方岩溶泉水流量的主要气候因子进行了对比,结果显示,季风是影响中国北方泉水流量的主要气候因素;运用水力层析技术和多窗口谱分析方法对含水层裂隙带和岩溶管道,以及强径流带进行了识别,为寻找地下水“水脉”提供了有效方法.