随着地下水开采,通辽市城区附近浅层地下水中出现TDS和总硬度超标现象,威胁到了当地生产及生活用水安全。因此,本文以“西辽河平原地下水资源及其环境问题调查评价”项目为支撑,综合应用水文地质学、水文地球化学、水文地球化学模拟的理论与方法,对通辽市城区附近浅层地下水化学成分的时空演变规律进行了深入的研究。研究区第四系浅层含水层（80m以上）主要岩性为中细砂、细砂、粉砂和泥质细砂组成。地下水以大气降水和侧向径流补给为主,水质总体较好,多数为良好级别以上的水,水化学类型以HCO₃-Ca、HCO₃-Ca·Mg为主,部分为较差级别水,市区附近出现HCO₃·SO₄-Ca·Mg、HCO₃-Ca·Na及HCO₃-Na·Ca型水。TDS均小于lg/L,大部分地区浅层地下水为微硬水。通辽市城区降落漏斗中心附近,TDS含量较高,最高为962.99mg/L,这里出现了一些极硬水。水化学演化分析结果表明TDS和总硬度总体上呈增加趋势,在通辽市城区东部增加最快。到2003年,TDS增加了662.99mg/L,硬水分布面积达1427.8km2,极硬水超过100km2。沿地下水流向,文石、方解石和白云石的饱和指数从小于0到大于0呈递增的变化趋势,由不饱和逐渐变为饱和。水文地球化学模拟显示地下水径流过程中发生了方解石、白云石、文石、盐岩、石膏和二氧化碳的溶解,以及钙离子的吸附和钠离子解析,使得浅层地下水的TDS和总硬度增加。影响和决定研究区浅层地下水化学成分形成及演化规律的因素主要包括水—岩相互作用和人类活动因素的影响。①溶解沉淀作用、阳离子交换吸附作用、蒸发浓缩作用共同决定了研究区浅层地下水化学成分的形成特征；②地下水超量开采,水位持续下降,改变了地下水运动的流场,原饱水带变为包气带,还原环境转化为氧化环境,同时增加了大气降水等垂直入渗补给途径,加大了对Ca2+、Mg²+、Na^、Cl等离子的淋滤过程,直接影响了浅层地下水TDS和总硬度的含量；③农业灌溉的不正确施肥、在城镇周围生活垃圾及工业废渣的随意堆放及渗井、渗坑的存在等人为污染直接导致浅层地下水受到严重污染。