近年来,随着城市化进程的快速发展,城市规模逐渐扩大、人口数量迅速增加导致了水资源供需矛盾日益突出。地表水和地下水污染、水资源空间分布不均匀和全球气候变化引起的干旱问题也进一步加剧水资源短缺的现象。面对这种情况,再生水循环利用需求日益强劲。再生水地下储存作为水资源管理的一种方式和策略,尤为值得关注。然而在该储存过程中,由于水质标准的不完善及水岩反应变化的不确定性使得水质风险问题尤为重要。本研究利用实验室试验和数学模型模拟,以理论结合实际、以定性结合定量的方式,揭示了在再生水地下储存过程中水质的变化及其水文地球演化过程。实验室试验模拟了再生水地下储存过程,它是将污水厂中水作为再生水回灌于装填野外砂土的一维土柱。利用PHREEQC建立数学模型,拟合试验结果,调整验证弥散度、阳离子交换量等参数,分析了实验室条件下的溶质运移机理,发现在再生水地下储存过程中存在着化学反应,土壤可溶盐弥散,矿物溶解沉淀,吸附作用和阳离子交换反应等一些作用机理。并且,通过改变模型迁移长度预测水文地球化学演化规律,这为实际工程应用提供了实践指导依据。主要研究结论如下:（1）研究表明,在159小时的实验过程中,由于淋滤、离子交换和矿物溶解/沉淀等作用,导致HCO₃^-等离子含量逐渐增加至进水含量,使得以酸性土壤可溶盐为背景的系统pH值从6.31逐渐变化为7.77,趋近碱性再生水溶液。研究用土是含有大约13.7%的黏土矿物成分,以硅铝酸盐矿物为主的砂质壤土。在整个淋滤过程的初始阶段,对于Al,Zn,Fe来说长石矿物和赤铁矿的溶解占主导地位;而黏土矿物的吸附作用导致了As和Se在出水中浓度一直趋于0。在初始阶段,矿物的溶解使通过化学配位或沉积作用固定其表面的TN和DOC重新释放进入水流,变成了“附加的”污染物质。利用三维荧光光谱测定淋出液中溶解性有机物（氨基酸、蛋白质、微生物代谢产物及富里酸和腐殖酸各类物质）的组分变化,表明了再生水地下储存过程中土壤中的腐殖质（腐殖酸和富里酸）对于地下水水质来说存在潜在的威胁。（2）水文地球化学变化是影响物质迁移转化的重要环境过程,本文利用PHREEQC软件建立数值模型,通过试验数据拟合、验证调参,我们得到模型的运移参数:离子扩散系数和物理弥散度分别为3×10^-10m/s和0.015m;渗透系数为5.6×10^-3m/s;孔中水流速度为0.25m/hr。分析得出Na⁺、K⁺、Ca²⁺和HCO₃^-经历了淋滤、阳离子交换和矿物沉淀作用,Na⁺在后40小时仅发生了淋滤作用。相反的是,Mg²⁺发生了矿物溶解、淋滤和阳离子交换作用。其中,SO₄^2-和NO₃^-离子和Cl^-离子一样由于其化学性质稳定在整个试验中仅经历了淋滤作用。（3）在确定后的数值模型基础上,更改迁移长度即运移模块中的剖分单元数和叠加轮换次数,预测不同迁移长度条件下的水文地球化学演化规律。从各离子的变化规律中发现了2种不同的变化形式和规律,按迁移长度归类划分为5m和10m,15m、20m和25m。这是由于迁移长度的变化导致接触反应时间及运移路程的增加和矿物介质总含量间变化程度的关系而决定的。最终达到平衡状态的pH值约为8.05,硬度约为7.7°。根据我国2017年发布的《地下水质量标准》（GB/T14848-2017）,当迁移长度为25m时,出水水质满足I类地下水标准。