以雨洪水作为回灌水源，人工补给滨海地区咸水含水层是咸水含水层恢复和治理的有效措施。然而，雨洪水进入咸水含水层后会很大程度地改变含水层原有的水-岩平衡状态，产生复杂的水文地球化学作用，改变地下水的水质，并使含水介质的渗透性降低，将大大降低回灌工程的效能。本文通过对研究区的水文地质调查和水质动态监测，分析地下水化学场的时空分布特征及形成原因。在此基础上，通过人工回灌与水文地球化学反应模拟试验，测定了地下水动力学参数和水-岩反应参数，计算供试水样的组分平衡分布以及水与主要矿物的平衡状态，分析不同因素对平衡状态的影响，模拟和计算了回灌雨洪水与地下咸水含水层的混合、阳离子交换、沉淀-溶解等水文地球化学作用。建立人工回灌多组分迁移-转化的数学模型，利用此模型预测试验场地人工回灌过程中地下水组分的时空变化趋势，分析人工回灌雨洪水对地下咸水水质的影响。研究主要得出以下几点结论：（1）研究区地下水的矿化度及主要组分浓度的季节性变化不明显，自西北向东南方向存在明显的化学分带现象；随着地下水矿化度的升高，地下水的水化学类型由HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Mg型转变成Cl·SO4-Na·Mg型、Cl-Na型。（2）动态洗脱、静态提取和经验公式法3种方法测定的含水介质的阳离子交换容量与各阳离子的当量比值比较接近，选用静态提取法测定的CEC值（2.83meq/100g土）用于组分运移的模拟；根据阳离子交换试验结果，采用Gaines-Thomas方程计算含水介质各阳离子交换选择系数为：K Na/K=0.09，K Na/Mg=0.44，K Na/Ca=0.43；采用CaCl2作为示踪剂测定含水介质的水动力学参数，得到含水介质的弥散系数为1.16E-06m2/s，弥散度为0.058m，有效孔隙度为0.38。（3）供试水样离子分布的计算结果表明，钠、钾、镁、钙主要以简单离子形态存在，硫和碳主要以SO2-4和HCO-3形态存在，微量组分硅和铝主要以H4SiO4和Al(OH)-4形态存在；矿物平衡状态的计算结果表明，碳酸盐在溶液中处于过饱和状态，其饱和指数在回灌水体积百分数为60%~70%时最小，硅酸盐的饱和指数呈现随回灌水体积百分数的增大而减小的趋势，玉髓、长石类矿物在溶液中处于不饱和状态，伊利石和高岭石随着回灌水体积百分数的增大，由饱和状态变为不饱和状态。（4）人工回灌对地下咸水水质影响的试验结果表明，回灌过程中含水介质的渗透性随时间呈现下降趋势；渗出液化学组分随时间的变化特征显示，回灌过程中发生的主要水文地球化学反应为混合、阳离子交换和碳酸盐沉淀-溶解。（5）人工回灌过程中多组分迁移-转化的数值模拟结果与试验结果比较表明，当选择阳离子交换和方解石沉淀-溶解反应作为数值模型的反应模块时，模拟结果与试验结果的拟合程度最好，这也与试验过程中发生的主要水文地球化学作用一致。（6）试验场地人工回灌过程中多组分迁移-转化的预测结果表明，在时间上，主要受混合作用影响的离子可以较快地达到浓度稳定，而会发生化学反应的离子达到浓度稳定的时间要滞后；在空间上，含水层中距离回灌井越远的位置其离子浓度在回灌过程中变化越大。随着回灌水温度的升高，水中碳酸盐的沉淀作用会增强，生成的矿物沉淀若在含水层孔隙内沉积，会降低含水层的渗透能力；随着pCO2的增大，混合水对碳酸盐的溶解作用会增强，水中Ca2+及HCO-3浓度会增大可能引起水中硬度偏高；注水流量仅影响人工回灌速率，对地下水中溶质组分的变化几乎没有影响。