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塔里木河是我国最长的内陆河，被誉为新疆的“生命之河”，对维持区域社会发展与生态稳定起着至关重要的作用。流域水体的水化学组成决定着水资源的可利用性。本文通过对塔里木河流域内地表水、地下水的取样分析工作，研究流域水化学特征、控制因素及演化过程。本文研究工作得到以下结论：1）通过水化学数据的层序聚类分析发现塔里木河流域水化学类型可归为4类，阿克苏河、塔里木河上游为Ca-Mg-SO4-HCO3型，和田河为Na-Mg-SO4-HCO3型，开都河为Mg-Ca-HCO3型；塔里木河下游为Na-Mg-Cl-SO4型。2）流域地表水主要岩石风化反应包括硅酸盐岩、方解石、白云石、石膏、岩盐和泻盐溶解。3）研究区地下水水化学变化具有明显的季节性规律，枯水期主要离子含量及矿哈度含量升高，丰水期降低。各主要离子变化趋势大体与矿化度一致，其中Na+、Cl-与矿化度变化趋势一致性最好。4）研究区地下水出现了Na-Mg-Cl-SO4、Na-Cl-SO4、Na-Mg-Cl-HCO3、Na-Ca-Cl-SO4、Na-Mg-HCO3-Cl、Na-Cl、Na-Mg-Cl、 Na-Cl-HCO3、Na-Mg-HCO3-SO49种水化学类型；水化学组成上，同一监测断面各监测井间地下水水化学组成分类明显。5）根据水文地球化学模拟结果中地下水与河水混合比例判断河水对地下水补给情况可知，2010年11月至2011年3月，沙吉力克(MA)、铁依孜(ME)、阿拉干(G)断面地下水受到河水补给较少，下游英苏(C)断面地下水受到较多河水补给；2011年3月至6月，沙吉力克、铁依孜、阿拉干断面受河水补给量都明显增大；2011年8月至11月期间，沙吉力克断面地下水受河水补给影响明显。6）矿物运移模拟结果说明，岩盐溶解是最主要的水化学演化过程；泻盐、石膏溶解于个别监测井为最主要的水化学演化过程；地下水水化学演化过程通常都存在阳离子交换。