关键词：
岩溶地下水
水文地球化学
旅游活动
主成分分析
水房泉
摘要：
我国西南地区碳酸盐岩分布十分广泛,分布有大量的岩溶地下水,成为当地重要的生产生活用水来源之一,对于其经济发展和生态保护具有重要意义。岩溶系统是一个发育于可溶岩含水层的独特系统,具有地表和地下双层空间结构,地表水和地下水的联系非常紧密,对外界环境变化也非常敏感。在有些岩溶地区,岩溶含水介质发育极不均匀,岩溶地下水主要以管道流为主,地下水和地表水的转换快,加上其水体的自净能力也比较低,污染物质一旦进入这些管道流为主的岩溶含水层,将地表的污染物携带进入地下水,容易造成污染物扩散而影响地下水水质。特别是随着人类行为对自然环境的影响不断增强,人类所排放的生产生活废水不断增加,且大量未经处理直接排入地下,使岩溶地下水面临严重的水质污染风险。而岩溶地区旅游资源十分丰富,旅游活动的兴起与发展不断威胁岩溶地下水的水质,对岩溶地下水的水文地球化学特征产生了重要影响。本研究选取重庆市金佛山世界自然遗产地核心区——水房泉流域为研究对象,研究旅游活动影响下的水房泉岩溶地下水水文地球化学特征。本研究在2016年4月至2017年5月期间,开展了流域内的地下水、降水、土壤水、污水、自来水、湖水等水体的定期采样监测和野外示踪试验;同时在重点旅游高峰期前后,利用在线高分辨率水质仪和自动化采样器对水房泉进行高密度的在线监测与自动采样;且在2016年五一劳动节期间对泉水和污水进行了短时间尺度的高分辨率的人工采样,重点从旅游旺季时期来研究旅游活动对岩溶地下水的水文地球化学特征的影响。主要得出以下结论:（1）示踪试验表明荧光素钠回收率高达90%以上,1#落水洞污水最终主要流向水房泉。荧光素钠初现时间为24.5h,42.8h后质量浓度到达峰值,1#落水洞到水房泉段地下水最大流速为32.14m/h,平均流速为18.4m/h,表明1#落水洞污水最快可在24.5h运移至泉口。双峰型的示踪剂穿透曲线表明1#落水洞至水房泉段含水介质比较发育,存在两条并联的通道,主管道发育规模大,但并联支通道规模小,且其间并无较大溶潭发育。（2）在强降雨条件下,水房泉水文地球化学特征变化对降雨的响应非常迅速,降雨初期发生水土流失,造成了泉水的浊度、全Mn、全Fe、Ba2+、Al3+等离子快速上升;而电导率、Ca2+、Mg2+和Sr2+也出现上升,水-岩作用得以加强,表现出明显的CO2效应;K+和Na+也出现上升现象,其主要可能与旅游活动排放的污染物的在降雨时产生的淋滤效应有关。降雨对NH4+-N和NO3-产生了比较明显的稀释效应。Cl-的浓度波动较大,但也主要来源于人类活动。降雨条件下的,泉水的各项指标表现出了水土流失效应、活塞效应、水岩作用、雨水稀释作用和污染物淋滤效应相互叠加的现象,从而使泉水中不同的水文地球化学指标变化较为复杂。（3）在避暑节、国庆节、冰雪节三大旅游高峰期前后,水房泉的主要水文地球化学指标波动很大,主要指标升降幅度较大,旅游高峰期期间水质呈现明显的恶化趋势,旅游高峰前期和后期水质波动较小,水质明显好于高峰期间。旅游高峰期间,污水大量增加并被排入地下,溶解氧和pH值快速降低,呈现低值区域,而K+、Na+、Ca2+、Sr2+、全Fe、全Mn、NO3-、NH4+-N、HCO3-、PO43-、电导率等指标快速上升,形成了高值区域。水房泉中K+、Na+、Ca2+、Sr2+、全Fe、全Mn、NO3-、NH4+-N、HCO3-、PO43-、电导率是泉水的主要水文地球化学指标,与三次旅游高峰期都有很好的响应关系,表明人类旅游活动对泉水水质产生了十分重要的影响,岩溶地下水对外界环境变化十分敏感。人类旅游活动产生的污水是泉水中主要污染物的来源。避暑节、国庆节和冰雪节期间,水房泉的NO3-浓度最大值已经超过世界卫生组织饮用水标准（NO3-N≤10mg/L）并超过我国的《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）Ⅱ类水标准,全Mn和全Fe最高值均已超过的《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）Ⅲ类标准,已经不适合作为居民直接的饮用水源,存在直接饮用的健康风险。（4）水房泉主要水文地球化学指标月动态数据显示了泉水水文地球化学指标的三次较大的波动时期,与高密度取样监测下的水质变化情况较为一致,泉水的水文地球化学指标大幅度变化响应了避暑节、国庆节和冰雪节三次主要的旅游高峰期。基于PCA确定了影响监测期间水房泉水文地球化学特征月动态变化的两个主成分,两者累积方差贡献率达到75%,包含了水文地球化学的大部分信息,第一主成分是旅游活动产生的污水的影响,其方差贡献率为55.7%,而第二主成分为水-岩作用和降水影响,方差贡献率为19.5%。旅游活动产生的污水成为影响监测期内泉水主要水文地球化学指标的月动态变化主要因素。金佛山景区的旅游活动对地下水的影响如此之大,景区主要管理部门与相关人员应抓紧制定
欢迎来到三峡大学图书馆！
