海岸带地下水咸化已经成为世界性的资源环境问题,也是当今海岸带地下水环境研究的热点问题之一,考虑到该问题的诱发普遍是受到人为活动和自然过程的共同影响,判识海岸带地区地下水咸化的主要污染来源和演化过程一直是一个非常重要的命题。在我国沿海地区,在海岸带含水层以上进行纵向的海水高位养殖,在传统地下水开采引发的侧向海水入侵的条件下,使得在该类地区海水-多层含水层系统的水文地质条件更趋复杂,对海岸带水环境的研究更具挑战。为支撑本论文的研究,选择北海大冠沙高位养殖区,建立长时间序列的水位-水质监测（2014年-至今）,利用水文地球化学、数值模拟等水文地质分析方法,对高位海水养殖影响下的地下水咸化过程开展了专项研究工作,主要取得如下认识和进展:一、对大冠沙地区一条监测剖面的三个多水平地下水监测井进行了连续采样监测。以常规地下水水化学组分和氢氧同位素、硫同位素、锶同位素数据为基础,总结出了大冠沙地区地下水咸化和水化学、同位素组成的时空变化规律,并揭示了大冠沙海水高位养殖区地下水的主要补给来源、咸化路径以及演化过程,以期为大冠沙地区地下水资源的开发利用保护以及养殖产业合理布局发展提供重要科学依据。（1）地下水TDS值和氘同位素、硫同位素、氢氧同位素的时空变化规律一致。硫同位素、氢氧同位素以及硝酸盐与同位素图解结果都表明大冠沙地区地下水咸化受海水和高位养殖水的共同影响。其中,潜水的局部异常表明潜水咸化受高位养殖水的影响。更新统和上新统含水层的咸化、同位素的空间规律表明其咸化与北部湾海水有着密切的关系,该地区地下水水位主要受人为开采强度的控制可为海水入侵的影响提供重要证据。（2）大冠沙地区各含水层的地下水中均检测出了硝酸盐异常,该异常主要分布在监测点B周围,表明各含水层均受到了高位养殖水的影响,即该地区各含水层之间存在明显的层间越流。（3）地下水样品的主量阴阳离子结果表明,大冠沙地区地下水在咸化过程中其水化学组成逐渐向海水靠近,并且发生了略微的Na⁺和Mg²⁺的负偏移和Ca²⁺的正偏移,因此推测有阳离子交换过程的发生。该地区地下水咸化过程伴随着Na⁺和沉积物中Ca²⁺的交换反应,在咸化的后期,Mg²⁺与沉积物中的Ca²⁺也发生了离子交换。（4）中新统含水层中地下水样品其氧同位素组成与其它含水层的地下水差异甚大。依据其氧同位素演化方向可知,该含水层地下水极可能与沉积物发生了长时间的相互作用,发生同位素交换反应;或者该含水层地下水经历了强烈的蒸发过程。二、运用地下水运移数值模拟方法,根据实测数据和监测数据,刻画了研究区水文地质模型,并对高位海水养殖的选址方案进行了探讨。（1）基于现有的实测数据,建立北部湾三维地质模型和水文地质模型,数值模型的结果表明,受隔水层的作用影响,短时间内高位养殖对承压层受此污染的可能性较小。如果承压层受到了一定程度咸水入侵,则养殖场对承压层污染的贡献率非常大,咸水几乎全部来源于此。此外,如果不做好防渗措施,高位养殖场的咸水便会渗入到潜水含水层中,并产生诸多面状的污染羽。（2）基于现有的监测数据,本研究采用数值模拟研究高位养殖的选址方案。结果表明承压层的污染源来自大冠沙西北养殖场、古城岭养殖场和西背岭养殖场,当把这些区域内的养殖场废弃或者做强防渗处理后,可以有效的减少承压层的咸化污染。最终整个研究区内只有一些小型零散的咸化污染,因龙潭村地下水开采形成的降落漏斗而导致的咸水北上运移威胁水源地的情况将大大缓解。三、本论文的主要创新和可取之处。（1）在海水高位养殖区建立了多层地下水系统高精度长周期的水位与水质分层监测,对地下水咸化时空变化规律及其成因机制的深入研究提供了可能和保证;（2）基于长周期（4年以上）高精度水位与水质的分层监测,将水化学过程的识别与咸水演化的数值模拟结合起来,准确确定海水入侵的发生区域以及入侵模式;（3）开展自然与人为活动的双重影响下的多层含水层地下水咸化数值模拟方法的探索,在对倾斜含水层上移动海水边界的刻画的方法上取得进展。