第七届青年地学论坛

      西南喀斯特流域水文地质空间结构复杂，受孔隙、裂隙、管道等多重导水介质，以及落水洞等岩溶地貌共同控制，流域水文过程表现出剧烈的时空变化特征（Hartmann A）。水文地球化学特征是反映水分（流）赋存、运动及其与环境相互作用的重要信息，为流域尺度上的水文过程提供了重要的研究手段。稳定同位素动态分析是水文地球化学研究中的重要方法，其已被广泛的应用于水流的追踪（Gat JR）、水循环时空演变规律（刘峰，等）以及水分来源等方面。基于稳定氢氧同位素组成及其分馏时空变化特征的分析，在揭示喀斯特流域水文过程和水循环演变规律表现出显著的优势。选取贵州普定后寨河流域为研究对象，基于月尺度的高空间分辨率的水样采集，结合聚类分析和克里金插值方法，分析流域岩溶地下水氢氧同位素和反映蒸发分馏程度的Lc指数时空分布特征及其影响因素。
以西南典型喀斯特流域——贵州后寨河流域为研究对象，基于岩溶水稳定氢氧同位素实测数据，利用数理统计和空间插值方法，分析后寨河流域岩溶水氢氧同位素与Lc指数的时空分布特征，并在此基础上，结合气象条件与地形、岩性等流域特征，揭示喀斯特流域水文作用。得到以下主要结论：
1）流域岩溶水δ¹⁸O值整体由上游山区向出口逐渐变正，Lc值逐渐变负。表明地下水受蒸发作用由上游山区向出口增强。结合聚类分析结果，氢氧同位素动态揭示了喀斯特流域上游峰丛区岩溶水主要受土壤水补给较少，混合作用强烈；中下游覆盖型岩溶区地下水接受土壤水的补给显著，其滞留时间较长。
2）氢氧同位素随时间变化规律揭示：同位素储存于喀斯特关键带土壤与细小裂隙中的“老水”，在流域由干转湿的雨季初期易受降雨激活，被降雨“排挤”出，在地下河/管道以及岩溶泉流量中比重增加，导致岩溶水表现出受蒸发作用增强的特征。
3）干湿季节氢氧同位素动态表明，当流域较干时，土壤与岩溶水水文连通性弱，岩溶水中土壤水成分较低；雨季流域湿润，土壤与岩溶水水文连通性增强，土壤水对岩溶水补给作用增强。
 

氢氧同位素；Lc指数；水文作用；喀斯特流域