喀斯特地区特殊的二元结构地质背景导致其水文过程与其他类型区差异显著,研究降雨径流响应规律有利于探讨其小流域补给机制和养分流失特征,为该地区小流域水资源利用、污染物防治方面提供科学依据。本文以广西环江典型喀斯特小流域为研究对象,利用氢氧稳定同位素和水化学方法,结合野外定点监测和室内测试,研究了在次降雨和季节条件下溪流氢氧稳定同位素组成和水化学组分的动态变化及主要影响因素,得到以下主要结论：(1)降雨季节分布不均,主要集中于雨季(5-9月),约占全年总降雨量75%以上。溪流出口流量与降雨量存在正相关关系。月径流系数变化幅度大(0.05-0.45),平均月径流系数为0.26。(2)单次极端降雨条件下,小降雨事件(8.5 mm)未能引起溪流水位、电导率及温度的明显变化,而当累计降雨量达到39.5 mm后溪流水开始响应。此后,溪流水文水化学参数对降雨快速响应,除硝态氮外,电导率(EC)、δ18O、Ca2+迅速降至最低值,雨水稀释作用对其水化学变化起主要作用。通过对溪流新旧水比例进行划分发现,降雨前期和后期,溪流以旧水补给为主,而在水位快速上涨阶段,新水比例达到34%左右。两次降雨过程中,水体中硝态氮浓度仍然表现出高于雨前浓度的趋势。(3)溪流在不同时间尺度(昼夜、次降雨、季节)主要水文水化学指标的动态变化特征及其影响因素发现,日尺度无雨条件下,溪流水化学过程表现出明显的波动规律,植物光合作用和呼吸作用在昼夜间的相互转换是导致这种变化的主要原因；次降雨尺度下,溪流水文水化学过程的日尺度效应被掩盖,水文水化学过程主要受控于前期无雨天数和降雨强度；而从季节尺度看,溪流对降雨表现出较快的响应,雨季响应快于旱季,降雨季节分配差异和温度是影响溪流水文水化学变化的主要因素。(4)该研究区大气降水线为δD=8.29δ18O+13.60 (n=111, R2=0.9596),并且大气降水氢氧同位素呈现季节性波动特征,氢氧同位素值表现旱季大于雨季,该区旱季降雨对全年降雨贡献比例为31.29%。(5)大气降水是该研究区水体的唯一补给来源,溪流水、基流、岩溶泉水的氢氧同位素值也表现出明显的季节性变化,然而呈现与大气降水相反的变化趋势。分析溪流水体季节补给特征发现,在雨季,除了大气降水对溪流直接补给外,还受到泉水和基流的补给,而在旱季溪流主要受到雨季降水形成的地下水补给。