美国密苏里奥扎克斯复杂的分流泉系统中的补给混合
多伦多泉是一个复杂的分流岩溶泉系统，在美国密苏里奥扎克斯有 11 个常年泉。Carroll Cave (CC) 和 Wet Glaize Creek (WG) 之前被确定为主要补给源。本研究 (1) 表征了泉水和补给源的物理和化学特性；(2) 开发了端元混合模型来估计CC和WG的贡献比例；(3) 为系统创建概念模型。分析样品的主要离子和比电导率，结合旋转连续监测程序以确定统计上可比较的基流条件，用于评估站点之间的差异。监测数据显示，泉水因补给比例而异。平均离子浓度的聚类分析支持选择 CC 和 WG 作为混合模型端元。
结果表明，补给源的比例范围很广，从地表水到地下水占主导地位。一个概念模型表明，WG 洪泛区下方的不同管道系统将水输送到各个泉水。这些管道控制着泉水的终端成员补给贡献和水化学。对补给贡献相对比例的解释将现有的岩溶水文几何学知识扩展到点对点连接之外，以揭示异质分流泉系统中复杂的地表水/地下水混合。一个概念模型表明，WG 洪泛区下方的不同管道系统将水输送到各个泉水。这些管道控制着泉水的终端成员补给贡献和水化学。对补给贡献相对比例的解释将现有的岩溶水文几何学知识扩展到点对点连接之外，以揭示异质分流泉系统中复杂的地表水/地下水混合。一个概念模型表明，WG 洪泛区下方的不同管道系统将水输送到各个泉水。这些管道控制着泉水的终端成员补给贡献和水化学。对补给贡献相对比例的解释将现有的岩溶水文几何学知识扩展到点对点连接之外，以揭示异质分流泉系统中复杂的地表水/地下水混合。
密苏里州（美国）欧扎克生态区的当地水文以岩溶特征和过程为主，例如流失的溪流、洞穴和大型泉水系统。在密苏里州，记录在案的泉水超过 4,400 个，包括八个一级泉水，平均流量等于或超过 100 ft 3 s -1 (2.8 m 3 s -1；)。通过丢失的溪流补给是欧扎克山脉泉水系统的常见补给模式，其中一些系统已通过染料示踪研究得到很好的表征）。此外，虽然分流泉代表了在奥扎克山脉中观察到的一种重要的排放特征类型，以蒙托克和多伦多泉为代表，但记录分流和多出口泉系统的研究数量有限岩溶环境。通常通过染料追踪工作或污染物传输调查确定，分流泉系统可以有多种形式，这些形式可能因水文条件、补给区特征和当地水文地质而异。
这些研究的结果表明，此类系统中的多个弹簧可能会从单次示踪剂注入中接收到阳性痕迹，或者可能显示出相似水平的特定污染物。昆兰和埃沃斯 ( 1985) 报告说，分流泉水系统是碳酸盐岩含水层的一个共同特征，他们将这种系统描述为有四个主要起源：(1) 由于洪水通道和基准面之间的水头差异大，原有吻合口扩大；(2) 弹簧孔的坍塌和堵塞迫使替代路线发展；(3) 基准面降低时改道低航路；(4) 地表水流回流迫使不饱和水进入电位表面吻合。然而，现有文献很少有研究定量记录分流泉系统及其水文地质特征，也没有现有研究描述它们的地球化学或记录这些系统内可能的补给源混合。就本报告而言，术语分流泉将用于描述具有以下特征的泉系统：（1）多个泉在地理上彼此接近；(2) 具有共享补给区的泉水（无论是全部还是部分）；(3) 流经共用管道系统。
Wet Glaize Creek (WG) 位于卡姆登县东南部的密苏里州欧扎克斯中部。332 km 2 的分水岭位于奥陶纪砂岩和白云岩之下，分水岭中的大部分溪流都有明显的流失河段。Toronto Springs 是一个分流泉水系统，位于流域北部，由位于 WG 南北两侧/岸边的众多多年生泉水出口组成。卡罗尔洞穴 (CC) 是一个拥有 32 公里已知通道的溪流洞穴，位于多伦多斯普林斯以南 4 公里处，它提供了从多伦多斯普林斯排出的流量的很大一部分。染料追踪已将 CC 正向追踪到八个弹簧，将 WG 追踪到十个弹簧。渗流 - 测量上游和下游测量站之间的流量损失- 在 WG 分水岭的溪流中，还确定了 WG 主河道沿线的两个主要损失河段，染料注入位置的下游显示损失到多伦多斯普林斯。这些结果揭示了 Toronto Springs 存在复杂的补给关系，并促成了此处报告的其他研究。有许多不同的方法被用来获取有关补给来源和其他特性的信息 并可细分为物理方法、追踪方法和数值方法 。通常使用两到六个地球化学端元示踪剂的混合模型已成功用于确定补给源与使用同位素分析的结果相比具有优势 。
这项研究的具体目标是：(1) 通过对比电导率 (SpC)、温度和 pH 值的高分辨率监测，描述多伦多泉水系统内 11 个泉水和两个补给源的个别地球化学特征；(2) 分析泉水中的主要离子浓度，建立端元混合模型，估算 CC 和 WG 在各泉补给中的比例。
