20世纪70年代后期,国外一些学者开始从事地下水系统的地球化学反应模型研究(Busby等, 1991; Plummer等, 1983,1995).通常是根据地下水流方向上水化学组分的变化,建立水岩之间的物质守恒方程组,进而求得水岩之间的物流量.但是,含水介质是由多种矿物组成的复杂体系,能列出的物质守恒方程往往比较有限,所以通常是把含水介质中所含的矿物分为若干个组,并使每组矿物种数等于所能列出的物质守恒方程个数,以便通过求解线性方程组的方法来确定若干组的物流量,然后用地球化学资料确定最合理的物流量.这种模拟方法有以下几点明显的缺陷:(1)每组矿物种数有限,很难反映含水介质的实际矿物组合;(2)实际上常出现两组或两组以上解模棱两可的情况;(3)即使最后得到一组解,它的主观性也较大(Zheng,2000).本文把含水介质概化为一组矿物的集合体,把污染地下水与岩石之间的相互作用表示为一系列地球化学反应,采用能量最低原理构成目标函数,根据物质守恒建立约束条件,最后利用改进的最优化方法计算海水入侵地区地下水和含水介质之间的物流量.