地下水是世界上主要的淡水资源之一,在岩溶地区,特别是在我国西南岩溶区,由于地下水储量相对丰富,水质优良,成为良好的供水水源。然而,近年来,岩溶地下水遭受污染的报道却只增不减,其中由硝酸盐、硫酸盐超标引起的地下水污染日益严重并引起世界各国的普遍关注,治理由硝酸盐、硫酸盐超标引起的地下水水质恶化已刻不容缓,为此,厘清城市污染物质来源,从源头上减少硫酸盐、硝酸盐输入显得尤为重要。我国西南岩溶区具有地上、地下双层结构,“三水”转换迅速,硝酸盐、硫酸盐污染发生具有随机性,机理过程的复杂性,排散的途径及排放的不确定性,并且还具有远距离运移的特点,要追踪来源十分困难,运用单一的指标判别其污染源往往缺乏针对性和科学性,需要结合多种同位素分别示踪污染物质来源。同时,人为排放的硫酸和硝酸进入地下河系统后参与到水-岩作用过程,引起水-岩作用强度时空差异,改变了地下水的物质组成及其地球化学循环,干扰了由碳酸溶蚀碳酸盐岩产生的碳汇效应。本文以里湖地下河流域为研究区,将硫同位素、氮氧同位素与传统水化学方法相结合,分析地下水物质组成及其影响因素,揭示里湖地下河硫酸盐、硝酸盐来源,运用水化学方法估算硫酸和硝酸参与下的水-岩作用强度。通过数据分析,得出以下结果:里湖地下河流域水化学类型为HCO₃^-Ca型,地下水地球化学组成受控于碳酸盐岩的自然风化溶解,在人为输入、降水稀释和河流自净作用的综合影响下,各离子浓度在旱季大于雨季,空间上从上游到下游整体呈现波动下降的趋势。地下河δ³⁴S-SO₄^2-值在-4.12‰^-0.93‰间,通过与潜在硫源的δ³⁴S比对,推断地下河SO₄^2-受到城镇污水、化肥和酸雨的影响,δ³⁴S值在农耕季略大于旱季,且波动更大,可能是地下水中混入了相对更高δ³⁴S-SO₄^2-值的化肥;δ¹⁵N-HCO₃^-值在-0.05‰¹8.15‰之间,平均为8.20‰,δ¹⁸O-HCO₃^-在-6.71‰⁷7.04‰之间,平均为12.58‰,结合硝酸盐氮氧同位素组成分析,地下河HCO₃^-来源具有明显的季节差异,2015年1月其来源复杂,2014年5月和10月地下水HCO₃^-主要受到合成化肥、人畜粪便和污水及土壤氮的不同程度的混合,2015年7月主要来源为合成化肥,并受到大气降水高δ¹⁸O-HCO₃^-的影响。地下水δ¹³C-DIC分布在-10.74‰^-4.34‰之间,平均为-7.36‰,碳同位素组成同时受到自然的碳酸溶蚀和人为输入的硫酸、硝酸溶蚀的影响。与桂林、南山、乌江等地相比较为偏正,指示可能受到硫酸、硝酸溶蚀碳酸盐岩产生的碳同位素偏正的DIC的影响。地下水[Ca²⁺+Mg²⁺]/[HCO₃^-]当量比值在1.12¹.56之间,[SO₄^2-+HCO₃^-]/[HCO₃^-]比值在0.11⁰.50之间,也揭示硫酸、硝酸参与了水-岩作用。根据水化学方法计算得出碳酸溶蚀碳酸盐岩的比例介于28.04%⁷8.55%之间,平均为50.01%,受水-岩作用时间影响,旱季溶蚀比例大于雨季,空间上溶解能力最强为下游的小龙洞处;硫酸和硝酸溶蚀碳酸盐岩的比例介于21.45%⁷1.96%之间,平均为49.71%,在农业活动的影响下,其溶蚀能力最强出现在2014年5月,受人类活动强度和水体自净作用的综合影响,其溶蚀强度总体上表现为中游农业活动区域>上游城镇和工业排污区域>下游人为活动较少干扰区域。