柴达木盆地因蕴含着丰富的矿产资源而被称为我国的聚宝盆。昆特依大盐滩次级盆地位于柴达木盆地西北部,它是一个综合型盐类矿床,目前以液体钾盐的开采为主。大盐滩卤水的开采始于2004年,随着市场需求量的增加,生产规模也不断扩大。在产量急速增长的同时,卤水开采的难度也变得越来越大。为了解决采卤难题,矿区内于2013年7月开始进行定量、连续的人工补水,补给水来源以苏干湖湖水为主。随着采卤活动的进行,目前大盐滩面临这单井涌水量较少、采卤困难,卤水质量下降,地层出现大面积溶塌等多种问题。本文通过野外样品采集及室内试验,对大盐滩地区晶间卤水水位及水化学动态变化机理进行研究,并分析了目前大盐滩地区的采补现状。采用数学统计的方法建立了卤水水位的时间、空间变化模型,以探讨这一建模方法的可行性,并确定相关的异常分布区域。采用应用较广的GMS模拟软件对水位及水化学运移进行模拟及预测,最终综合所有分析结果制定了适宜的卤水开采方案。在进行模拟分析之前,对大盐滩地区卤水动态变化进行初步的了解。采用surfer软件绘制水位及离子等值线图。结果显示,观测钻孔水位平均值在近两年来变化不大,有微弱的下降趋势。水位在空间上的分布特征表现为东北部高,西北部低,降落漏斗中心位于厂区附近,且呈逐渐扩大的趋势。水位的最高值出现在F₅断裂附近,判断该断裂可能为地下径流导水通道。离子分布特征与地层中所含矿物有关,其中K⁺、Mg²⁺、SO₄^2-离子表现为东北部含量低,西南部含量高;而Cl^-与Na⁺离子表现为东北部含量高,西南部含量低的变化趋势;Ca²⁺离子浓度在矿区内变化不明显。离子浓度在时间上的变化受到了芒硝溶解度变化的影响而呈现出了季节性变化规律。对比离子浓度变化规律,认为大盐滩地层中存在频繁的固液转化,反应矿物以石盐为主,其次为石膏、钾石盐和芒硝。综合卤水水位及水化学动态变化规律,结果显示人工淡水的补给对提高卤水的“质”和“量”都是行之有效的方法,但是它对地层结构的破坏也是不可忽视的,造成了地层渗透系数的增大。为了更深入的理解卤水形成机制,本文通过硼同位素和水化学特征值对大盐滩晶间卤水的成因进行探索,认为卤水的形成受到了蒸发浓缩作用的影响。其盐分来源以岩盐的溶滤为主,水分来源则以苏干湖湖水以及山前冲积扇积水为主。同时认为在选择补给水源时应当选择SO₄^2-离子含量较高的补给源,从而防止由于深部水影响而造成卤水中K⁺离子含量降低。在明确了卤水动态变化机制之后,分别采用时间序列模型和趋势面分析法对大盐滩晶间卤水水位建立了统计学模型。其中时间序列模型的拟合精度仅为合格,三次多项式趋势面拟合精度值也仅为0.65。通过时间序列模型预测的未来一年的水位表现为逐渐下降的变化趋势,预测年降低值为1.5m。在完善了模拟资料后,本文采用GMS中的MODFLOW模块和MT3D模块对大盐滩晶间卤水水位及溶质运移进行了模拟。将整个区域概化为三个含水层,即承压含水层、潜水含水层,中间的隔水层概化为微透水层。然后进行边界条件概化及源汇项处理,最终建立概念模型及第三系晶间潜卤水的非均质各项同性非稳定流的数学模型。在建模过程中将采卤渠及补水渠均概化为井流模式,共设置9个应力期,每个应力期60天。利用前8次数据进行参数调整,最后一次数据进行模型验证,误差在1m以内的观测井数达到75%,模拟精度比较好。在溶质运移模拟中,将其中固液转化项产生的影响用溶解反应进行概化,也得到了较为理想的结果。卤水水位模拟之所以不能达到更为理想的拟合结果,主要原因是忽略了固液转化对水分运移的影响。在此次模拟调参过程中,发现每个应力期的渗透系数均有变化,因此考虑用参数随时间的变化模型代替固液转化的影响。通过对大盐滩晶间卤水动态变化的分析、模拟及预测,圈定矿区东南部为新的开采区,并设计了轮采制和采补分离的开采方案,希望能够提高钾盐产量,避免降落漏洞进一步扩大,形成可持续发展的卤水采集环境。