本文以西安市主城区地下水为研究对象,在资料收集、野外调查、水文地质补充调查基础上,应用水文地球化学、统计学以及地下水水质与水污染评价等理论方法,在时空上系统研究了地下水水化学特征以及地下水污染分布情况,并通过水质与水污染评价对地下水污染情况进行深入分析。揭示了人类活动影响下的地下水水质演化过程,阐明研究区地下水主要污染途径与来源,为西安市开展地下水环境保护工作提供科技支撑。主要研究成果如下:（1）根据野外调查、结合前人资料分析,研究区内主要开发利用含水层是第四系砂、砂砾卵石层。大气降水、地表各水体水入渗以及从事农业活动产生的污水和灌溉水为各层地下水的主要补给来源。地下水径流受地层岩性、地形影响较大。（2）采用离子比值、氯碱指数以及饱和指数法,对地下水水化学组分来源及形成机理进行研究。多数地下水中溶质的形成受岩石风化作用的影响,潜水受蒸发-浓缩作用的影响较大,且仅在部分地下水埋深较浅处蒸发作用强烈。多数区域地下水发生了负向的阳离子交换吸附作用,使地下水中的Na+、K+含量逐渐减少,Ca2+、Mg2+的含量逐渐增多。白云石沉淀,方解石平衡及岩盐、萤石、石膏的溶解作用对地下水中溶质影响较大。（3）通过图解法结合统计学与水文地球化学理论,对研究区地下水水化学类型及演化特征进行系统分析。研究区潜水与承压水均属偏碱性水,潜水TDS均值为820.27mg/L,承压水均值为374.12 mg/L,多数区域潜水中TDS超过生活饮用水卫生标准。渭河沿岸及其他局部区域潜水水化学类型由1997年的HCO3型水变为目前的HCO3·SO4或SO4型水;主城区承压水主要水化学类型未发生变化,空间分布略有差异。受潜水越流补给影响,在城东水流乡-新筑镇-灞桥-毛西村-狄寨街道一带,承压水由1997年以HCO3-Na型水为主变为以HCO3-Ca型水为主。（4）基于单项组分与综合评价对地下水水质进行评价,采用单点单因子与内梅罗指数法对地下水污染情况进行评价。结果表明,西安市主城区潜水水质大多以III、IV类水为主,全区近45%的潜水水质较差为IV类水;承压水水质较潜水好,区域内近70%的承压水达到III类及以上水质标准。研究区潜水总硬度、锰、TDS、砷、硫酸盐超标较为严重;承压水砷、总铁、氟化物、锰超标较为严重。砷污染在潜水和承压水中大面积存在。（5）通过对各地下水污染指标逐一分析结果表明,人类活动如生活污水、工业废水、农业灌溉水直接或间接进入地下水以及地下水开采改变地下水动力条件是造成西安市地下水污染的主要原因。