水文地球化学特征可反映水文地质系统内复杂的地下水径给排关系，常用于研究地下水系统、水源判别以及地下水径流等。张保建等系统研究了鄂尔多斯盆地侏罗系地下水系统，阐释了侏罗系地下水水化学及同位素特征。范立民等以榆神府矿区煤层上部各含水层地下水为研究对象，探究了矿区地下水化学特征及形成机理。孙亚军等研究了煤矿区矿井水水质形成与演化的多场作用机制，提出了多场耦合作用等问题的研究展望。董东林等构建了榆神府矿区水环境评价模型，通过改进型的可拓评价方法对榆神府矿区水环境进行了精准刻画。谢臣臣等分析了榆神府矿区北部侏罗系直罗组地下水化学特征，探究神府矿区直罗组含水层地下水化学形成机制和控制因素。靳德武等系统阐述了宁东煤田东北部高矿化度地下水分布特征，并探讨了高矿化度地下水形成机制。曾一凡等分析了曹家滩煤矿各含水层地下水和矿井水化学特征及其成因，基于水化学场机器学习分析与水动力场反向示踪模拟耦合，对矿井涌(突)水源进行了判别。刘基研究了呼吉尔特矿区深埋含水层水文地球化学特征，确定了矿区深埋含水层与上覆浅层含水层之间的水力联系。王强民等构建了榆神矿区不同充水含水层水化学和氢、氧同位素基础特征值，对不同煤层埋深煤矿的矿井涌水来源进行了识别。柳菲等应用Cl⁻和氢氧稳定同位素，研究了敦煌盆地第四系含水层地下水的演化和补给过程。

直罗组地下水水化学形成受岩石风化作用、交替吸附作用、脱硫酸作用以及溶滤作用的控制。氢氧同位素和水化学特征对含水层之间水力联系具有明显的指示作用，氢氧同位素、典型钻孔地下水水化学离子浓度和区域地下水水化学特征分析表明，研究区西部直罗组正常基岩地下水与洛河组、萨拉乌苏组地下水基本不存在水力联系；东部直罗组风化基岩与萨拉乌苏组地下水水力联系紧密。卤族元素Cl⁻对直罗组地下水径流条件指示作用明显，研究区西部直罗组正常基岩地下水径流滞缓，地下水以静储量为主；而在基岩风化区，由于直罗组风化基岩孔隙、裂隙发育，储水性和渗透性明显增强，并与第四系地下水发生了强烈的混合作用，地下水径流强度大，地下水以动储量为主。