淮河下游沿海平原埋藏着多层地下水，其中浅层地下水埋深一般浅于100m，包括潜水和Ⅰ承压水，而深层承压水埋深100~450m，自上而下分为Ⅱ，Ⅲ和Ⅳ承压水。浅层地下水水质差，TDS含量普遍超过1000mg/L，不适合饮用。深层地下水水质优良，为淡水，是目前当地地下水开采的主采层，但是由于不合理的开发，导致深层地下水水位明显下降，出现了降落漏斗，并且内陆地区的水位低于滨海地区，由此，深层地下水面临着海水入侵和浅层咸水越流污染的风险。本文旨在查明深层地下水水化学的特征及水化学的形成机理，重点研究深层地下水中咸水的成因。论文综合运用水化学和同位素技术（18O, D,3H,14C,34S,87Sr/86Sr），以求得到更客观的结论。本论文的成果主要包括以下几点：一、潜水接受现代大气降水直接补给，并与河水具有密切的水力联系；深层地下水是古水，侧向径流缓慢，总体上与浅层地下水水力联系微弱，同时也不受现代海水入侵的影响，在滨海地区可能受到地层中残留的海（咸）水影响。在水位漏斗区，深层地下水受到上覆浅层地下水越流补给。二、深层地下水TDS在大丰市以北分布具有分带性，自内陆向海，TDS值逐渐增大，水质也由淡变咸；在大丰市以南，TDS普遍很低，基本都是淡水。咸水主要分布在两个地区，一是滨海地区，自北部废黄河口一直延伸到大丰市南部；二是内陆地区，位于大丰市和盐都区之间。淡水主要是HCO3型水，内陆区咸水为为HCO3·Cl型水，滨海区咸水为Cl·HCO3型水。咸水主要是由Cl-, Na+浓度的增加造成的。因子分析结果表明，影响深层地下水水化学形成的作用主要是地层中残留海（咸）水的混合，其次还有碳酸盐矿物和硅铝酸盐矿物的溶解。三、对于Ⅱ承压水和Ⅲ承压水，滨海区咸水主要是受到地层中残留的海（咸）水混合影响，内陆区咸水则是由于上覆Ⅰ承压咸水越流造成的。Ⅳ承压咸水则可能是由于凿井工艺不良造成的与浅层咸水串通。针对研究区内深层地下水水化学的特征和咸水成因，在开发利用地下水时，合理布置开采井的数量和位置，另外需要注意成井质量，防止因成井不良造成的浅层咸水污染深层淡水。