开都河流域作为我国西北内陆干旱半干旱地区典型的内陆河流域,是新疆的重要畜牧业基地之一和南疆重要的水源保证,其下游的焉耆盆地也是新疆重要绿洲农业区。近年来,经济的发展和绿洲的扩张促使流域内人口增加,生产生活用水和工业用水的激增导致水资源矛盾日益突出,开都河注入博斯腾湖的水量锐减,流域内地表水与地下水水质情况变化引起的水资源安全问题日益严峻。对开都河流域地表水与地下水水化学的时空变化规律及其主要控制因素、水质时空分布特征研究,有利于了解开都河流域地表水与地下水转化关系的分析,其研究结果对实现开都河流域水资源的合理统筹与利用、中国干旱与半干旱地区相似的水环境问题研究和维持南疆少数民族地区生态环境和经济发展有着重要意义。本文通过反距离权重空间插值法分析了开都河流域地表水与地下水水化学特征、稳定同位素时空分布特征及水质的时空分布特征,利用Piper三线图法判读了流域内地表水与地下水水化学类型,借助Gibbs图法解读了流域地表水与地下水的主要离子来源分析,利用二端元混合水源分割模型定量分析了流域内地表水与地下水的转化关系,结果表明:（1）开都河流域各季节地表水与地下水均呈中性至微碱性,矿化度较低,阳离子以Na⁺、Ca²⁺为主,阴离子以HCO₃^-、SO₄^2-为主。地表水各季节水化学类型主要为HCO₃^--Ca²⁺-Na⁺型和HCO₃^--Ca²⁺型,地下水各季节水化学类型主要为HCO₃^--SO₄^2--Na⁺-Ca²⁺型和HCO₃^--Na⁺-Ca²⁺型。（2）在主要的离子空间分布上,阳离子中Ca²⁺空间差异性最大,K⁺、Na⁺、Mg²⁺空间分布特征较为相似,差异性不大。阴离子HCO₃^-时空分布特征差异性最明显。各季节地表主要阳离子与阴离子相对高值多分布于流域东南部的下游地区。（3）碳酸盐岩风化是控制研究区各季节地表水与地下水离子来源的主要因素,其次在农作物生长季（夏季）和浇灌季（春、秋季）的人为活动对研究区地表水与地下水有一定影响。（4）夏、秋季地表水与地下水水质较好,可用做农田灌溉水源。地表水与地下水水质的空间差异性均在春季最大。各季节地下水水质在中上游较好,在下游较差。（5）研究区内各季节降水是地表水的主要补给形式,各季节中春季的地表水与地下水同位素组成特征差异性最大,各季节流域上游黄水沟及下游焉耆盆地西北侧地表水稳定同位素相对富集,各季节流域下游地下水稳定同位素相比于上游较富集。（6）研究区绿洲区灌区在丰水期地表水与地下水水力联系于枯水期。研究区绿洲区灌区内春季河水对地下水平均补给比重最大,为46.8%,秋季最小,为19.9%,降水对地下水平均补给比重在秋季最大,为12.0%,在春季最小,为3.4%。