地下水中の主要成分（Si, Al, Na, K, Ca, Mg, Feなど）濃度は、地下水と反応する岩石（鉱物）の種類、水－岩石反応の進行度、鉱物の溶解速度、沈殿速度、反応比表面積、地下水の流速などによって決められる。岩石－水反応過程における水質の変化を解釈するために、地下水の化学分析を行い、この水質の場所による違いの解釈をいくつかのモデルに基づき行う。モデルとして、化学平衡論、マスバランス、反応速度論、反応速度－流動モデルを扱った。これらのモデルに基づき、玄武岩地域（富士山地域）、花崗岩地域（筑波山地域）での標高の違いによる地下水水質変化の解釈を行う。また、反応速度－流動モデルに基づき地下水滞留時間の推定を試みる。モデル計算値が分析値から外れる原因として人為的汚染が考えられるので、この人為的汚染の地下水水質に対する影響についても考える。
