忻州盆地为山西省境内汾河地堑的最北部的新生代断陷盆地,地下水是其最重要的供水水源。近几十年来的地下水开发利用导致忻州盆地的地下水渗流场和化学场发生了显著变化,并引发了一系列的环境问题。本文在渗流场模拟基础上结合水化学特征分析,利用PHREEQC软件进行考虑对流弥散和滞留时间的水化学模拟,可以通过不同路径上水化学模拟揭示不同系统不同层位的水化学作用机理。硅酸盐和铝硅酸盐矿物是组成盆地孔隙介质的主要矿物。水文地球化学定量模拟计算的结果表明,山前平原区地下水化学成分的形成及化学化境的演化,是CO2的逸出、地层中方解石、白云石、钠长石、斜长石、岩盐、石膏溶解及阳离子交换的结果。盆地不同地下水流动系统中的水化学成分,总体上不仅受水动力条件、地下水位埋深以及地下水在径流途径上的沿程累积作用影响,存在有规律的变化,还受含水层介质矿物组成影响发生着不同程度的水文地球化学作用。研究表明,这样的研究方法对模拟盆地中间流动系统比局部流动系统更有效。