孔隙水是大同市生产和生活用水的主要水源。大同市盆地区是全市核心区域,近年来大量工业、企业聚集于此,导致整体生态状况恶化,目前面临着地下水超采、水污染等水环境问题,如何有效的开发、利用地下水成为亟待解决的问题。针对该区域开展孔隙地下水水文地球化学演化与发展规律研究,对国民经济各部门的发展均有重要的现实意义。本文在分析大同市盆地区地质及水文地质条件的基础上,综合运用水化学分析、离子分析理论及水文地球化学逆向模拟相结合的方法,对盆地区地下水水化学特征及其形成、演化作用进行了系统分析,并利用改进矩形拓展网格的随机森林模型评价了地下水水质。结果表明:（1）Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Cl^-、SO₄^2-、TH和NO₃^-的空间分布较为不均,p H、K⁺、HCO₃^-、F^-及TDS的空间离散性低。p H、TH和TDS呈现中、西南部高,北部东部低的态势;Ca²⁺、SO₄^2-和F^-以及Na⁺与Cl^-的分布情况较类似,高值区域均位于地下水排泄区附近;NO₃^-除排泄区域出现极高值点外,其余区域浓度较低。水化学类型从边山补给带到排泄区由HCO₃-Ca·Mg型转化至HCO₃·SO₄-Na·Mg·Ca及HCO₃·Cl-Na·Mg·Ca型,最后演化为HCO₃·SO₄·Cl-Na型水。（2）利用改进的矩形拓展网格对随机森林模型进行了优化,借此评价了盆地区地下水水质,结果显示:水质“较好”及“一般”的区域占80%以上,水质“较差”及“差”的点主要分布于中南部农业区。总体水质一般,局部较差,北部优于南部,从补给区到径流区再到排泄区,水质呈现逐渐恶化的趋势。（3）运用离子分析理论,得出水-岩作用是地下水化学组分形成的主导因素。控制性矿物为白云石、石膏及方解石,而硅酸盐矿物溶解的影响十分有限。计算了相关矿物的饱和指数:其中方解石基本为饱和态,而石膏类矿物、岩盐、萤石为不饱和态。对蒸发作用的强弱程度进行定性研究后发现,该作用对本区域地下水的影响较小。借助相关比例系数散点图研究后得出:地下水中阳离子交换作用的强度呈现明显的分带性,即排泄区>径流区>补给区,正向交换作用强于逆向交换作用。对人类活动研究后得出:人类活动会改变部分地下水流场,导致一些化学反应的产生及组分的浓度变化,使污染组分增多,对水化学演化影响较大。（4）对研究区内6条典型路径的逆向模拟及质量平衡计算结果表明:从东北部边山到盆地区中部,白云石和石膏均呈溶解趋势,同时伴有各种正逆向阳离子交换作用的发生;从西部边山补给区到径流区再到排泄区水化学过程更为复杂,呈现出的水文地球化学作用差异较大。水动力场及地质构造对于盆地区地下水的水文地球化学演化有着重要的控制作用。