目前国内外对交互带研究多集中于河床底部的潜流交换,对河水-地下水侧向潜流交换研究较少,对河流与地下水在侧向相互作用过程中水动力场-水化学场的演化规律及水文地球化学作用机理缺乏系统研究。本文以国家自然科学基金和陕西省重点研发项目为依托,以渭河西安段河水-地下水侧向交互带为研究对象,以水文地质学、环境同位素水文学、地下水动力学、水文地球化学等为理论指导,综合利用高分辨率原位监测、环境同位素示踪、多元统计分析、水文地球化学模拟等方法技术分析河水-地下水侧向交互带水动力-水化学时空变化规律,解释侧向交互带水化学演化的主控因素,揭示侧向交互带水文地球化学演化机理。主要研究结果如下:（1）分析了渭河西安段河水-地下水侧向交互带结构和物质组成的空间分布规律,解释了交互带岩性结构对物质组成的影响。交互带结构主要由中粗砂、细砂和砂土组成,河床沉积物以中粗砂为主,河漫滩沉积物表层以细砂和砂土为主,深层以中粗砂为主。沉积物矿物组分、氧化物、有机质和可溶盐与沉积物粒径密切相关,从细颗至粗颗粒各种组分的含量逐渐降低。细颗至粗颗粒物质,矿物石英含量下降约19.7%,方解石含量下降62.5%,黄铁矿含量下降20%,氧化铁含量下降了50%,有机质含量从约8 g/Kg下降至1.58 g/Kg左右,可溶盐含量下降了40.2%。（2）阐明了渭河西安段河水-地下水侧向交互带水动力具有显著的变化特征。丰、平、枯水文时期侧向交互带河水与地下水表现出不同的补排关系,在枯水期、丰水退水期、平水期为地下水补给河水,在丰水涨水期为河水间歇式补给地下水。丰水期侧向交互带渗流速度波动起伏较大,渗流速度介于0.3m/d～0.5m/d之间,平水期渗流速度平均值为0.2m/d,枯水期侧向交互带渗流速度平均值为0.15m/d。洪水期侧向交互带渗流速度最大,渗流速度达0.5m/d。侧向交互带在丰水期河水混合比例最高可至82.5%,在枯水期河水混合比例最低,仅29%。（3）解释了渭河西安段河水-地下水侧向交互带水化学时空演化规律,划分了侧向交互带的水环境区带。由于丰水期低含量常量组分河水的入渗补给造成侧向交互带内溶质混合稀释,丰水期河水-地下水侧向交互带常量组分低于平水期常量组分浓度。丰水期侧向交互带河水-地下水水力联系紧密,呈现出温度快速下降区、缓慢下降区和温度平稳区。丰水期水化学类型以HCO3·SO4-Na·Ca·Mg为主,在平水期以HCO3·SO4-Ca·Na·Mg为主,枯水期以HCO3·SO4·Cl-Ca·Na·Mg为主。（4）识别了侧向交互带水化学演化的主控因子,揭示了侧向交互带水化学形成机理。渭河西安段河水-地下水侧向交互带的水化学演化主要受混合作用、溶滤作用和氧化还原作用等水文地球化学作用控制,丰水期和枯水期河水-地下水混合作用是侧向交互带水化学演化的主控因子。