本发明公开了一种模拟水库地下水与上覆水盐分和水量交换装置及方法，该装置在水槽（3）的两端设置有咸水进水室（1），水槽的两端壁的底端位置高于水槽（3）底壁水平位置，在水槽端壁的底端与水槽（3）底壁之间设置有竖置网（5），使咸水进水室（1）与水槽（3）相通，水槽前壁上设置有取样口（2），第一横置网（8）和第二横置网（9）设置在水槽（3）内。本发明的装置可以模拟不同影响因素，如浅层地下咸水、底质盐分释放、外调水与水库水混合作用、风的扰动（配置电扇）等影响下滨海水库水质咸化垂直剖面变化规律，也可以改变槽内蓄水水质、咸水水位埋深等不同试验条件研究地下咸水上移的水文地球化学作用以及咸淡水界面上移规律。