本文以天津市北塘水库为研究对象，在总结前人研究成果、分析北塘水库地区的水文气象、地质、水文地质条件的基础上，通过野外水文地质勘探、取样与室内颗粒分析实验相结合的手段，获取了库底地层的渗透系数，探讨了库底地层渗透系数的空间随机分布。野外勘探结果表明，北塘水库库底地层以粘土、粉质粘土为主，夹粉砂、粉土透镜体；其中，粉砂、粉土在库区中北部出露库底，渗透系数量级为10^-4～10^-5cm／s，是库区渗漏的主要因素；其他地段以粘土、粉质粘土为主，渗透系数较粉砂、粉土小很多，量级均小于10^-5cm／s，大部分地段在10^-10cm／s左右。室内实验分析表明，当前条件下利用颗粒分析获取北塘水库库底地层渗透系数是可行的；在不同的插值方法中，克里金法能较客观地显示库底地层渗透系数空间分布的趋势。渗透系数的空间随机分布检验结果表明，北塘水库库底地层渗透系数服从对数正态分布，此结论的得出为后续库底地层渗透系数的空间变异特征等方面的研究提供了基础。 论文还结合北塘水库的实际条件，在库区周围布设地下水动态观测井以获取地下水水位、水质动态资料，以此为基础对库水与地下水的相互作用进行了分析，建立了概念性的北塘水库库水受地下水污染的风险管理系统，通过辨别库水与地下水的补排关系，做出有利于水库水质安全的决策。 最后根据达西定律估算了库区的渗漏量，结果表明库区平均渗漏量为1385.08m³／d，即每年50.56万方，每年渗漏损失占总库容3977万方的1.26％。