清江流域不同类型岩溶地下水化学分布特征及成因机制

岩溶地下水资源是我国西南岩溶区居民生活和工农业生产的重要水源,在农村地区甚至是唯一水源,探究水化学成因机制对岩溶地下水资源可持续开发利用具有重要现实意义.对清江流域34组岩溶泉水样品和12组地下河水样品进行水化学检测和分析,在查明水化学组分分布特征的基础上,利用层次聚类分析、Gibbs模型以及水化学组分间关系等方法,从水岩作用和人类活动影响的角度综合揭示了岩溶地下水化学成因机制,特别是在酸性污染物对碳酸盐岩自然溶解的扰动机制方面.结果显示,清江流域岩溶地下水呈弱碱性（7.12≤pH≤8.69）,整体上水质良好,仅岩溶泉水ρ（NO₃^-）最大值（80.2 mg·L^-1）超过了我国饮用水标准限制（10 mg·L^-1,以N计）.约97.1%的岩溶泉水和全部地下河水以Ca²⁺和HCO₃^-为主导离子,水化学类型为HCO₃-Ca·Mg水.岩溶地下水Ca²⁺和HCO₃^-主要受方解石强溶解作用控制,Mg²⁺、SO₄^2-和F^-受白云石、石膏和萤石等矿物弱溶解作用控制.农业施肥和雨水输入是岩溶地下水NO₃^-的主要污染来源,而H₂SO₄型酸雨输入是岩溶地下水中SO₄^2-又一重要来源.另外,研究区碳酸盐岩主要以天然溶解为主,但是人为外源酸的输入改变了原有岩溶水文地球化学演化过程,进而降低了岩溶含水层的碳汇通量,加速了地下水位下降速率,提高了地下水污染风险.