| 清江流域不同类型岩溶地下水化学分布特征及成因机制 |
| 摘要点击 1001 全文点击 218 投稿时间：2024-01-10 修订日期：2024-05-09 |
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| 中文关键词 岩溶地下水 水化学 分布特征 成因机制 清江流域 |
| 英文关键词 karst groundwater hydrochemistry distribution characteristics formation mechanism Qingjiang River Basin |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 谢浩 | 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 | geoxie@126.com | | 申豪勇 | 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 | | | 张海岛 | 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 | | | 林永生 | 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 | | | 李军 | 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 | | | 梁慧雅 | 张家口市政水务有限责任公司, 张家口 075000 | | | 王志恒 | 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 | | | 朱天龙 | 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 | geozhutl@163.com | | 邹胜章 | 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 | |
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| 中文摘要 |
| 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. |
| 英文摘要 |
| The karst groundwater resource is the key water supply for native residents and industrial and agricultural production in karst regions of southwest China and is even the only water supply for rural regions. Understanding the formation mechanism of hydrochemical compositions is practically imperative to the sustainable development and utilization of karst groundwater resources. The hydrochemical ions of 34 karst spring samples and 12 underground river water samples from the Qingjiang River Basin were measured and analyzed in this study. On the basis of investigating the distribution characteristics of hydrochemical components, methods such as hierarchical clustering analysis, Gibbs model, and relationships between hydrochemical components were used to comprehensively reveal the chemical genesis mechanism of karst groundwater from the perspectives of water-rock interaction and anthropogenic activities, especially in the disturbance mechanism of acidic pollutants on the natural dissolution of carbonate rocks. The results showed that the karst groundwater in the Qingjiang River Basin was weakly alkaline （7.12 ≤pH ≤ 8.69）, and the overall water quality was good. Only the maximum concentration of NO3- in the karst spring （80.2 mg·L-1） exceeded the maximum acceptable limit for drinking purposes （10 mg·L-1 as N）. The Ca2+ and HCO3- were identified as the dominant ions, associated with the main water phrase of HCO3-Ca·Mg in approximately 97.1% of karst spring samples and all underground river water samples. The dominant ions were derived from the strong dissolution of calcite, whereas Mg2+、SO42-, and F- were controlled by the weak dissolution of dolomite, gypsum, and fluorite, respectively. Karst groundwater NO3- was derived from the agricultural fertilizers and rainwater input, whereas the H2SO4 acid rain input was identified as another important source of karst groundwater SO42-. In addition, the carbonate rocks in the study area were mainly naturally dissolved； however, the input of exogenous acid by humans has changed the original karst hydrogeochemical evolution process and further decreased the carbonate sink flux of karst aquifers, accelerated the decrease rate of karst groundwater table, and increased the pollution risks of karst groundwater. |
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