华北平原是我国北方水资源缺乏的地区，地下水为主要的供水水源，由于人类活动的影响，地下水的过量开采改变了天然状况下的水循环模式。在地下水浅埋区，水循环以垂直方向上的入渗和蒸散发作用为主，包气带是不同水分转化的主要场所，土壤水分的运动方式也决定了水分和盐分在入渗补给地下水过程中的分布以及水盐相互关系。本文选择沧州和衡水作为华北平原地下水浅埋区的典型代表点，根据传统的水文实验监测数据，用时间序列的方法，分析土壤水分动态，解释降水与土壤水和地下水之间的关系，并建立一维数值模型研究土壤水分运动，计算降水入渗量、蒸散发量、土壤水储存量的变化及地下水补给量等；结合先进的环境同位素技术，揭示降水入渗补给地下水过程中的细节信息及土壤水分运动机制。在此基础上，分析降水和温度对地下水水盐动态的影响，并从影响区域地下水动态的主要因素出发，从区域上间接说明降水对区域地下水在不同条件下的影响。最后提出华北平原浅埋区“降水、土壤水和地下水”转化关系，并将土壤水和地下水作为统一的系统，为包气带和饱水带的耦合关系提供依据。　　 研究的主要结论有：　　 (1)分析了土壤水分动态变化规律，揭示了地下水浅埋区典型观测点(沧州和衡水)不同水文年不同土壤条件下降水与土壤水和地下水之间的响应关系。　　 (2)建立了华北平原地下水浅埋区沧州和衡水两个典型实验点不同土壤、植被和相似气候条件下的土壤水分运移模型，结果表明衡水实验点降雨入渗后伴随着强烈的蒸发作用，模拟期间蒸发量占总入渗量的63％，且蒸发速度很快，说明均值的砂壤土不利于储存水分，降水除一部分耗于蒸发外，其它的很快转化为地下水。沧州实验点蒸发在整个模拟期都持续存在，总蒸发量占入渗量的33％，蒸发速度缓慢，模拟期末土壤水储量增加、地下水位下降，说明该土壤条件下，土壤的储水能力强。　　 (3)首次系统对比研究了沧州和衡水两实验点降水、土壤水和地下水的δD和δ180同位素特征及其相互关系，详细说明了降水补给地下水过程的特征，明确了土壤水运动方式。两实验点土壤水主要以“活塞”流的方式运动，而沧州实验点降水在入渗过程中伴随很强的混合作用，水分滞留时间长，土壤水在“活塞”流运动的基础上，很多证据表明一定条件下存在“优先”流。而衡水实验点降水入渗速度较快，水分滞留时间也短，可能存在“优先流”，当降水补给到地下水时经历了更加强烈的蒸发作用。两实验点降永补给到地下水后，其同位素组分的季节性变化被削弱。　　 (4)提出对地下水浅埋区地下水盐分下降产生不同作用的降水和温度效应，并提出冬季地下水盐分下降的埋深临界值为3m。沧州非均值土壤条件下，水位埋深小于临界值时，冬季温度梯度的存在是造成地下水中盐分显著下降的主要原因，降水未体现出对盐分的稀释作用。而在衡水均值砂壤土条件下，虽然温度梯度的存在会使每年冬天地下水EC下降，但是雨季降水受粗颗粒土壤的控制，降水对地下水盐分的稀释作用更加显著，降水入渗速度快，地下水盐分在降水后会很快被稀释。　　 (5)提出华北平原浅埋区典型代表性实验点三水转化的关系机理，为华北平原地下水水资源评价中提供依据。降水在入渗补给土壤水和地下水的过程中，受控于土壤质地、结构和植被的影响，降雨与土壤水和地下水之间的关系也不同。一般来讲，地下水浅埋区土壤水和地下水是具有紧密联系的统一体，没有明确的分界线，根据降水入渗补给的程度土壤在饱和和非饱和状态之间频繁转化。