咸水越流过程中,水、盐在粘性土层中的运移过程和机理、粘土层是否能起到过滤盐分的作用,是关系到地下水资源利用与管理的重要问题。盐分迁移除受对流、弥散、胶体等的吸附作用外,还受到弱透水层膜效应的作用。研究浅层地下咸水垂向越流补给深层地下淡水的微观机理,不仅在深层水的循环运移理论上有重要意义,而且在合理开发利用淡水资源进而避免或减轻咸水入侵造成的水质恶化有重要的现实意义。通过室内试验,发现了以下结论:(1)同一地区不同黏土含量的含水介质释放阴离子的快慢不同,细砂土>粉砂土>粉粘土;同一地区不同黏土含量的含水介质释放阳离子的快慢不同,细砂土>粉粘土>粉砂土;同一地区不同类型土壤的离子释放量(以电荷数计)不同,释放量大小依次为:粉粘土>粉砂土>细砂土,说明含水介质颗粒越细,土壤的离子释放量越大;同一地区不同类型含水介质水-岩相互作用过程中,粉砂土中钠离子析出,粉粘土、细砂土中钠离子被吸附,介质类型不同,阳离子交换方向不同。(2)咸水的存在抑制了土壤中氯离子的解吸,咸水-原状土混合反应过程中,既存在着阳离子交换吸附作用也存在着钙镁盐的沉淀溶解作用,钠钾离子会与钙镁离子发生阳离子交换吸附,这是目前公认的结论,但在试验过程中发现,反应后溶液中钠镁钙离子浓度都小于原咸水,说明在本地区本试验中,沉淀溶解作用的效力大于阳离子交换吸附的作用,同时矿物饱和指数一直大于0,水样中钙镁有沉淀趋势也辅证了这一结论。(3)水岩的相互作用可以改变地下水的水化学类型,且会向同一种水化学类型方向改变。(4)不同地区同一类型的土壤与当地咸水的水-岩相互作用试验中,离子交换吸附和矿物的沉淀溶解程度与当地原咸水的组分含量及土壤成分有关,滨海地区地下水含量较高的镁离子,促使方解石、文石的生成,而宁河、静海土壤中大量的方解石、文石发生分解,又促进了石膏的形成。(5)对于黏性土的膜效应,通过试验研究认为:盐分在越流穿过粉粘土体、粉砂土体时,平衡状态时水样中各大离子含量,小于蒸馏水释放试验的各离子最大值与原咸水的离子含量之和,粘性土具有一定的膜属性,对穿透其中的盐离子存在“膜效应”的截留分离作用,且粉粘土的滤盐效果要优于粉砂土。