清江流域不同类型岩溶地下水化学分布特征及成因机制

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：谢浩,申豪勇,张海岛,林永生,李军,梁慧雅,王志恒,朱天龙,邹胜章

单位：中国地质科学院岩溶地质研究所, 自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室, 联合国教科文组织国际岩溶研究中心, 桂林 541004,广西岩溶资源环境工程技术研究中心, 桂林 541004,广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站, 百色 531406,中国地质科学院岩溶地质研究所, 自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室, 联合国教科文组织国际岩溶研究中心, 桂林 541004,广西岩溶资源环境工程技术研究中心, 桂林 541004,广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站, 百色 531406,河北建筑工程学院河北省水质工程与水资源综合利用重点实验室, 张家口 075000,中国地质科学院岩溶地质研究所, 自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室, 联合国教科文组织国际岩溶研究中心, 桂林 541004,广西岩溶资源环境工程技术研究中心, 桂林 541004,广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站, 百色 531406,河北建筑工程学院河北省水质工程与水资源综合利用重点实验室, 张家口 075000,张家口市政水务有限责任公司, 张家口 075000,中国地质科学院岩溶地质研究所, 自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室, 联合国教科文组织国际岩溶研究中心, 桂林 541004,广西岩溶资源环境工程技术研究中心, 桂林 541004,广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站, 百色 531406,河北建筑工程学院河北省水质工程与水资源综合利用重点实验室, 张家口 075000,中国地质科学院岩溶地质研究所, 自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室, 联合国教科文组织国际岩溶研究中心, 桂林 541004,广西岩溶资源环境工程技术研究中心, 桂林 541004,广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站, 百色 531406

摘要：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+、SO₄2-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SO₄2-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.

关键词：岩溶地下水,水化学,分布特征,成因机制,清江流域,