地下淡水是南海岛礁地区的重要资源,对于海岛动植物生态环境的和谐稳定具有重要的意义。以往国内对地下水化学和地下水运动方面的研究多在大陆范围内开展,针对海岛地下水化学特征和水质分析的研究不多。因珊瑚礁岛地下水赋存环境、状态以及影响因素方面的巨大差异,不能完全照搬大陆区域地下水化学的理论方法运用于岛礁地下水化学的研究中。其主要存在着两个难点,一方面岛礁地下水的赋存处于动态演化中,是一个易受各种自然因素和人类活动影响的脆弱系统,由于珊瑚礁岛四周和底部都被高盐度的海水包围,大气降雨的回灌补给、淡水的渗漏流失以及海水的潮汐和弥散作用等均影响着地下淡水区域并使其维持着动态平衡;另一方面,礁砂地层渗透性较强,植物根系分泌和微生物产生的有机酸、二氧化碳,以及人类活动产生的酸性物质伴随地下水下渗,发生碳酸盐岩的溶解溶蚀,改变着礁砂地层的孔隙和结构,引起岛礁地下水相关离子含量和水质发生变化。因此本文首先通过南海某珊瑚礁人工岛水文气象观测和地质勘察等工作,掌握了岛礁地下水环境概况;在此基础上运用多种水化学方法和统计学方法深入分析了地下水主要离子成分,揭示了岛礁地下水化学场的形成机制;最后,结合珊瑚砂室内试验,研究了溶蚀作用对于岛礁含水层的影响规律。取得的主要研究结果如下:（1）岛礁地下水总体呈中性偏弱碱性,除HCO₃^-外,五种主要离子(Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Cl^-、SO₄^2-)含量和TDS值总体上从岛礁中心向外缘不断增大,且离子浓度随深度呈较强的线性增大关系;HCO₃^-离子浓度随深度增加呈线性降低但相关性不高。地下水有两种不同的化学类型,Cl-Na型水在所取水样中占92.4%,其余少量是HCO₃-Na型水。（2）基于主要离子间的相互关系和水化学特征系数分析,Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-都与Cl^-呈线性正相关,Mg²⁺、Ca²⁺浓度与理论比值线存在一定的偏差,表明地下水并不只是当地雨水与海水的简单混合,而是在混合过程中溶入了一定量反应性碳酸盐矿物。（3）研究区含水层介质中,主要的反应性矿物为文石和镁质方解石,白云石、石膏和岩盐是次要的非反应性矿物。因子分析显示,公因子f1即海水溶质输入地下水,对水化学成分的贡献率达53.874%,公因子f₂碳酸盐矿物溶蚀的贡献占21.362%,公因子f₃自然环境因素的影响为10.471%。（4）开展珊瑚砂渗透溶蚀试验,结果表明酸性溶液对级配单一的珊瑚砂柱渗透系数的改变过程可分为急剧增加、缓慢增加、逐渐减小和基本稳定四个阶段。级配连续的珊瑚砂柱渗透系数则没有逐渐减小的过程,而是呈现出急剧增加、缓慢增加而后基本稳定的过程。渗透系数随时间基本符合二次多项式拟合关系。（5）渗出液中Ca²⁺浓度随时间变化较为符合双对数坐标下的线性拟合关系,参量a、b与渗透溶蚀液p H值以及溶液中Ca²⁺的初始浓度有关,试验后粒径分布范围相比溶蚀前有所增加,粒径分布曲线波峰值有所降低,且各碳酸盐矿物成分在试验前后的含量占比也发生了细微变化。