地下水作为全世界近1/3城市人口的饮用水源,在城市化发展过程中起着战略性作用。针对水资源需求量最大、地下水污染负荷最重、地下工程开发强度最大的城市地区,梳理了城镇化背景下城市地区面临的地下水文循环过程变异、地下水污染、地下水"热岛效应"等生态水文问题,系统分析了城市地下水发生水量、水质、水热变化的机理,并揭示了地下水量、水质、水热问题的内在联系。研究发现,城市化引起的土地利用与覆被变化是导致地下水文循环过程变异的主要原因;城镇化建设和生活生产废物的污染负荷加剧了地下水质的恶化;城市化引起的垂直热通量的增加促进了地下水升温。通过总结城镇化地区地下水面临的生态水文问题及成因,提出应加快地下水污染防治技术攻关、完善地下水污染区域调控策略、建立城市地下水资源评价方法与体系、优化地下水资源配置,为保障城市水安全、建设生态文明城市并进一步促进经济社会的可持续发展提供理论依据和技术支撑。