随着郑州市城市经济飞速发展和城市规模的不断扩大，城市水资源需求量日益增大。合理科学地利用现有郑州北郊水源地，对缓解郑州市供水紧张状况，调整引黄水量与地下水开采量的比例，进行地表水、地下水联合调度，保证城市供水安全有重要意义。 本文在总结分析有关地下水系统模拟研究进展的基础上，结合郑州北郊水源地的实际资料，详细地阐述了北郊水源地的水文地质条件，概化出该区的水文地质概念模型；根据其含水层特征选择合适的数学模型，并通过实测资料确定各分区的水文地质参数；再依据基于有限元的模拟软件设置合理的边界，针对潜水含水层变化性采用了变动上边界的办法(BASD)以适应变化的潜水水位，建立其数值模型；最后通过该数值模型对水源地的开采方案进行对比优选。其中分散型布井除了在水源地内凌庄滩地外，还在黄河大堤外布置，从而避免了集中开采带来的复合漏斗。通过试算，在主含水层最大疏干不超过10m(主含水层最薄处的1/3)的情况下水源地还有尚有8～10万m<3>/d的地下水资源开采潜力。选取16万m<3>/d作为北郊水源浅层地下水的总允许开采量是适宜的。 本文利用基于时间序列分析的大气降水量的马尔可夫预报模型，对未来十年的降水量进行预报，预测结果显示未来10年降水量平均值为633.7mm，该值高于该区域多年降水量的平均值，稍偏向于丰水年。 在增加开采量的条件下，北郊水源地下水流场5年后基本稳定，持续开采10年后，同开采5年时相比，地下水位最大降深10m，这表明新增开采量后，郑州北郊水源地地下水流场很快就达到新的动态平衡，地下水位不会持续下降，因地下水位下降而诱发的环境地质问题不太突出。