巴丹吉林沙漠地处内蒙古自治区西部,气候极其干旱,沙漠中分布的众多湖泊以及高大沙山已引起大量学者关注,他们在高大沙山形成和湖泊水补给来源等方面已取得不少研究成果。但湖泊水补给来源、补给量、湖泊积盐时间、湖泊和地下水盐分运移规律等问题仍没有解决,其对于研究湖泊演化、正确估算干旱区水资源量、古气候演变规律以及保护西北地区生态环境等具有十分重要的意义。本研究利用2009年9月至2016年4月115个湖泊的313组采样数据分析了巴丹吉林沙漠湖泊水化学类型、湖泊总溶解性固体（TDS）的空间变化趋势;在此基础上,以苏木吉林湖区的两个湖泊为研究区,利用三维非稳定流数值模型对苏木吉林湖区地下水流进行了模拟,并基于湖泊水量平衡方程探讨了地下水对湖泊的补给机制和湖泊的积盐时间;基于三维变密度地下水流和溶质迁移耦合数值模型,进一步开展湖岸带盐淡水交互模拟,为湖泊水补给来源、湖泊演化规律等研究提供一定的参考依据。本研究取得如下主要研究成果:（1）巴丹吉林沙漠湖泊水化学类型主要有Na-Cl-（SO₄）-（CO₃）、Na-Cl-（CO₃）-（SO₄）、Na-CO₃-Cl-（SO₄）、Na-Cl-CO₃-（SO₄）、Na-Cl-（CO₃）、Na-Cl-CO₃、Na-（Mg）-Cl-SO₄、Na-（Mg）-Cl-SO₄型;湖泊pH值大多介于9¹1;4月份湖泊平均TDS明显小于9月份,湖泊TDS总体呈现东南低、西北高的趋势。（2）基于改进的彭曼公式,2011、2012、2013和2014年苏木吉林湖泊蒸发量分别为1059.402 mm、1027.767 mm、1063.514 mm、997.306 mm。（3）2011/5/7²014/12/31共45个模拟期内,苏木吉林湖区地下水对湖泊的越流补给总量为5.866×10⁶ m³,占补给总量的80.55%,降水直接补给总量为9.714×10⁵ m³,占补给总量的8.76%,降水入渗补给总量为1.186×10⁶ m³,占补给总量的10.69%。以现今湖泊补给强度和地下水Cl^-浓度值估算得出苏木吉林积盐时间为4650年。（4）根据不同情景模拟,纵向弥散度为0.5 m时,盐淡水之间有一个很窄的过渡区间,在2.5 m左右,区间两端盐度从1 g/L以下迅速过渡到120 g/L以上,湖底过渡区间1.5 m左右,湖底弱透水层浓度由90 g/L迅速减小到10 g/L以下;从刚开始盐水向下、向前运移到暂时稳定,“盐水楔”向前运移范围大多情况都在5²5 m。纵向弥散度为10 m时,盐淡水交互过渡区间宽度明显增大,其宽度达到5 m甚至更宽,其过渡更加平缓,“盐水楔”前端更加“圆润”。渗透系数很大时,湖泊盐分以向下运移为主,呈现“指状型”。