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岩溶山区广泛分布于我国的西南地区,山高水低,地表水缺乏,且地下水深埋,开发利用难,造成当地居民用水困难。为南洞地下河流域作为中国南方地区典型的超大型地下河流域之一,自20世纪60年代以来,国家和地方政府组织了大量的技术力量开展水文地质的调查研究与开发论证工作。实现南洞流域水资源的可持续利用,本文以南洞流域的水文地质调查为基础,于2019年每月分别在南洞岩溶水系统8个观测点采集水样与野外现场测试,测得85组水样全分析和77组同位素数据,采用多元统计学、Piper三线图、Gibbs图等分析方法,探讨其水文地球化学特征及形成机制,以期为流域生态环境保护、合理开采水资源提供科学依据。得到以下结论:(1)研究区水体中主要阳离子含量顺序Ca2+>Mg2+>Na+>K+,主要阴离子含量顺序:HCO3->SO42-Cl->NO3-。受碳酸盐岩地层的控制,研究区内地表水的水化学类型为HC03·SO4--Ca·Mg(47.92%)、HC03-Ca·Mg(27.08%)、HCO3·SO4-Ca(25.00%),地下水的水化学类型主要为HC03-Ca(75.68%)、HC03-Ca·Mg(19.22%)。(2)研究区水体离子的受控机制为“岩石风化溶滤型”,主要来源于岩石和土壤的风化水解,从Gibbs阴离子比值图中可知,地表水中的Cl-含量比地下水中高,主要来源于大气降水的输入、矿物溶解、生活污水和农业养殖。总硬度与总碱度比值分析显示在流动过程中地表水比地下水有更多其他酸参与水岩相互作用。(3)氢氧同位素分析表明,研究区地表水和地下水的初始补给来源均为大气降水,地表水由于经历较强的蒸发作用,氢氧同位素偏重。由区域内氘盈余参数的取值范围和平均值可知,当地降水水汽来源区海水的蒸发速度较快且不平衡、蒸发较强烈,空气湿度较低。(4)研究区水体中DIC含量和δ13CDIC值呈现明显的季节变化:雨季时,地下水具有低DIC含量及低δ13CDIC值,地表水中具有低DIC含量及高δ13CDIC值;旱季则相反。雨季大量雨水对地下水中DIC产生的稀释作用大于土壤效应,占据主导地位,导致地下水中DIC含量旱季高于雨季。不同观测点地下水具有不同的DIC含量和δ13CDIC值,总体上趋势为:随植被覆盖的减少,土层厚度减少,石漠化愈发严重,土壤流失加剧,地下水中的DIC含量减少,δ13CDIC值偏重。