珠江三角洲地下水资源潜力和地下水环境问题日益受到重视,但是区域地下水流场和水化学演变特征的研究程度较低。该地区濒临南海,第四系含水层随着三角洲沉积条件的变化,经历了多次海进海退的作用,形成了以底部砂砾石层为强透水层,以淤泥质粘土夹砂为弱透水盖层的含水层体系,地下水的矿化度总体较高。在此背景下,研究了珠江三角洲区域地下水流场和淡水驱替盐分运移的问题。通过综合考虑区域地质构造以及第四系沉积特征,依据300多个钻孔数据,构建了珠江三角洲第四系含水层空间结构模型:取沉积相和地层年代划分为6层;取水文地质属性划分为4层。其中,最底部的砂砾石层是有供水意义的含水层,其粘性土覆盖层中砂体的分布与古河道有关。运用微水试验分析方法对粘性土中的抽水试验进行了研究,获得了粘性土的渗透系数。结果表明,研究区粘性土的渗透系数非常小,数量级为10^-410^-5 m/d。根据珠江三角洲古河道的发育特征,取自上游地区到达海岛的长约180 km的投影剖面,绘制了垂向上的含水层结构,作为剖面二维分析的基础。以MODFLOW为模拟工具,对投影剖面上的地下水流场和盐分运移进行了数值模拟,发现存在多级流动系统,地表淡水1000年的驱替最大深度约20 m。多层结构的准三维地下水流模拟表明,区域地下水主要受地表水控制,水力梯度较小,淡水在砂砾石层的水平驱替速率最大可以达到66 km/万年。对于古河道的影响、沉积历史在建模过程中的考虑、海底含水层的处理等问题,进行了专门的讨论。