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暗河

暗河

暗河（Subterranean river）是地下岩溶地貌的一种，也是地表水系组成部分，暗河是指由地下水汇集或地表水沿地下岩石裂隙渗入地下，经过岩石溶蚀、塌以及水的搬运而形成的地下河道。

暗河具有河流的主要特性——存在一定范围的汇水流域，往往有出口而无入口。存在可溶性岩石和充足的水源补给，是形成地下暗河最基础的必要条件。暗河发育于石灰岩地区的岩溶作用所形成的溶洞和地下通道中，主要是在喀斯特（岩溶）发育中期形成的。暗河常常形成于地壳上升、河流下切、河床纵向坡降较大的地方。暗河按照河管管道特征可以分为单一管道状类型、平行管道状类型、侧枝状类型、叶脉状类型、网状类型、树枝状类型等。

暗河在岩溶地区较为常见，而且规模巨大，中国是世界上岩溶洞穴资源最丰富的国家，因此，中国有许多世界著名的暗河，如世界上最长的地下暗河龙桥暗河，国外规模较大的暗河有斯洛文尼亚与意大利边界处的皮福卡河、格鲁吉亚西部绍拉河等。

地下暗河是岩溶地区重要的水源，也是重要的工农业生产保障。但同时，地下暗河也会带给隧道工程项目很大的影响，隧道工程一旦与地下暗河导通，会给工程施工及人员安全带来极大的危害。

发现历程与命名

2000多年前，中国古书《山海经》对溶洞、暗河（伏流）等现象已有提出。中国宋代沈括的《梦溪笔谈》、范成大的《桂海虞衡志》和周去非的《岭外代答》对暗河的岩溶现象也有较多记载。1689 年，卡尼奥拉（今斯洛文尼亚地区）的科学家约翰·魏克哈德·冯·瓦尔瓦索尔（Johann Weikhard von Valvasor）发现了切尔克尼察湖的暗河，向伦敦皇家自然知识改进协会介绍其情况。

对暗河的系统研究始于南斯拉夫社会主义联邦共和国国西北部伊斯特拉半岛（Istria），现为克罗地亚（Croatia）与斯洛文亚（Slovenia）两国交界处，一个由石灰岩组成的高原，名叫Karst高原。以斯洛文亚（Slavenia）为参照区，喀斯特则是斯洛文亚西南部河谷以南，并延伸到意大利东北角大城的邻近狭长地带一片高地，当地称为Kras。该处基岩露，灰岩地面高低起伏、石芽洞隙遍布、暗河纵横，暗河系统成为喀斯特地貌研究的重要组成部分。

暗河又称地下河，英文名为Subterranean river，地方百姓称之为“阴河”，顾名思义是常人在一般条件下“看不见的河流”。暗河的命名格式一般为某某暗河或暗河系统，如中国最著名的“暗河”系统：广西都安的“地苏暗河”。

定义

暗河又称岩溶地下河，是由地下水汇集，或地表水沿地下岩石裂隙渗入地下，经过岩石溶蚀、坍塌以及水的搬运而形成的地下河道。

定义暗河需满足四大条件：

暗河本身具有一定的长度，并且发育有配套的暗河支流。

地面发育有线形、串珠状汇水洼地-落水洞-竖井-天窗，通过它们与地下联通，长期获取降雨与地表水渗入，形成暗河中的长年地下径流。

除特干旱年外、一般长年有可观的水量从暗河出口处流出。

在暗河河道中的某些位置可能找到如同地表河流的沉积物：如河床底积物、漫滩、波浪痕、磨圆度很好的“鹅卵石”、或大型管状洞穴等表征河流的特征遗迹。

形成

形成机制

由于石灰岩地区的岩溶作用，暗河发育于其所形成的溶洞和地下通道中。

岩溶作用是指在地表水和地下水的化学过程（溶解与沉淀）和物理过程（流水的侵蚀和沉积、重力崩塌和堆积）的共同作用下，对可溶性岩石进行破坏和改造。岩溶作用的本质是含有二氧化碳的水对可溶性岩石的溶蚀和沉淀作用。

在岩溶作用与地质变迁下，石灰岩体容易形成大量断层裂隙，加上充足的水源补给，地下暗河便从地下复杂的结构裂隙及被溶蚀的岩石缝隙孔管发展起来。

形成条件

基本条件

存在可溶性岩石和充足的水源补给，是形成地下暗河最基础的必要条件。

影响因素

暗河的发育是多种因素相加的结果，包括有气候、地质构造、岩组结构等方面。气候上，由于暗河的水流主要由地表降水沿岩层渗流或由地表河流经落水洞进入地下河组成，因此，高温多雨的热带及亚热带气候有利于暗河的形成；地质构造上，在地层褶皱的轴部、裂隙和断裂部位、可溶岩同非可溶岩的接触处和排水基准面附近常发育暗河；岩组结构对地下河发育的影响体现在岩性、岩层厚度和组合关系及分布面积等方面。例如，寒武系地层以白云岩地层为主，其溶解速率远远低于灰岩，抗压、抗拉、抗剪强度也都低于灰岩，孔隙较灰岩发育，含水性比较均匀，多具有孔隙水的特征，导致地下河不发育。

发育过程

一开始，暗河是沿着细小的裂隙流动的，伴随着水流不断地溶蚀冲刷，裂隙逐渐扩大，并形成地下孔道。随着时间的推移，地下水量不断增加，流速加快，溶蚀、侵蚀作用也日益加强，地下孔道进一步发展成为地下管道或通道。当地下通道和地下水流发展到一定程度时，地下水流就可以发展为具有自由水面的暗河。暗河有自己的补给、径流和排泄系统之后，大的暗河也可形成地下河系，主要沿构造破裂面发育，最终，暗河的水流直接流入附近的地表河。

特征

形态特征

地表形态

暗河是以盲谷、伏流与沿地苏“向斜轴”或垂直“向斜轴”分布的串珠状天窗、落水洞或洼地连线为标志。暗河通过它们与地下联通、长期获取降雨与地表水渗入，从而形成暗河中的长年地下径流。

地下形态

暗河首先是“暗”，埋藏于地下数十米甚至上百米深。而“河”与日常的河有着极大的差别，地下暗河比地表河复杂得多，暗河本身具有一定的长度，并且发育有配套的暗河支流，在一条大的地下暗河中，除了具有地下主河道外，暗河还有众多的地下支流，在主河道上除了可见地下流水外，不少地段还可见数百米落差的地下瀑布跌水、平坦的地下深潭巨湖，有时，暗河中还有可怕的虹吸管流。

结构特征

暗河包括有岩溶管道、岩溶洞穴、岩溶裂隙和岩溶空隙等部分，完整的岩溶暗河系统还包括岩溶地表水部分。暗河的结构有一个重要特征，也就是暗河往往有出口而无入口，有“灰岩大泉”出露的地方就是暗河的出口。

暗河结构上的深度常和当地侵蚀基准面相适应。具体表现为：在河流两岸，暗河分布与地方侵蚀基准面相应时，其规模大，水量丰富；假如有隔水层的阻挡，或者第四纪地壳上升幅度大于溶蚀深度，暗河则高于当地侵蚀基准面，形成悬挂式的暗河；在两个相邻溶蚀盆地间的山地，往往发育穿山式暗河。

水文特征

暗河具有河流主要特性，常具紊流运动特征，并有自己的汇水范围，其动态变化明显受当地大气降水影响。

暗河的水流主要由地表降水沿岩层渗流或由地表河流经落水洞进入暗河组成，少数地下河水流由深源和远源地下水补给。一条暗河常具有单独的补给径流与排泄条件，有时在同一含水层中，可发育多条不连通的暗河。和地表河一样，暗河也具有主流、支流组合的流域系统，水文状况也随地表河洪枯水期的变化而变化。

暗河的水位、流量不稳定，旱季与雨季流量差数可达10倍或100多倍。有些暗河水流湍急，有跌水，甚至有瀑布，有的可形成地下湖泊。

暗河河段可长达十几千米，有的甚至可以行船。大的暗河系统可形成地下水系，有的流域面积可达一千平方千米以上。最终，地下河的水流直接流入附近的地表河。

生物特征

暗河中的地下生命非常繁茂，由于地下暗河管道-洞穴长期处于黑暗世界中，在暗河里可发现一些适应了黑暗世界的生命体，如地面见不到的昆虫、眼睛退化了的通体透明的鱼类、蝌蚪等。

主要分布区

中国

中国的暗河主要分布在大西南热带—亚热带岩溶地区，展布于高山峡谷、高原斜坡、溶丘谷地、峰丛洼地、峰林平原、峰林洼地等多种地貌单元之上，分布面积约100万平方千米，中国广西壮族自治区、贵州省两省较为常见，其中广西分布有445条，是中国暗河最集中分布的区域。

其他国家分布

在世界各地，存在大面积石灰岩出露区都可能找到暗河的踪迹。暗河发育在具有厚度达数十米甚至上百米大面积的灰岩出露区，如英国、法国、南斯拉夫社会主义联邦共和国与意大利等地。喀斯特地区发育有石灰岩，因此，也常常发育有暗河，全球喀斯特区总面积约为2200万平方千米，约占地球陆地面积的15%。世界喀斯特主要连片集中分布在地中海沿岸、东亚和拉丁美洲。

代表景观

重庆蒲花暗河

重庆蒲花暗河位于中国重庆市黔江区蒲花河濯水段，为中国AAAA级旅游景区，系阿蓬江的一条支流，暗河部分长1千米多，河水最深处达20余米。蒲花暗河上150多米高空三桥飞架，蔚为奇观，名为“黑龙潭“的大漏斗神秘莫测。暗河两岸，富有钟乳石笋。蒲花暗河发源于重庆濯水镇的天门山，由三塘盖、关口村、千丘田、张家盖四条山溪以及无数飞湍的瀑布，在暗洞里积累成潭。天门山上下，尽是无人区，广阔达数十平方千米。蒲花河上游来水临近暗河时，被一块莲花形状的巨石挡住，飞湍的流水分剖成两股，绕过这块石头才能平静。满河都是石头，露出水面部分，被流水镌刻成类似花瓣的形状。

普林塞萨地下河

普林塞萨港地下河位于菲律宾南部巴拉望岛岛上普林塞萨港市以北约50千米处，是世界上“可航行距离最长”的地下河，航道长达8.2千米。地下河穿过的多个布满钟乳石和石笋的地下洞窟，最后流入大海。2012年01月28日中在瑞士的民间组织“新七大奇观”基金会正式宣布，菲律宾的普林塞萨港地下河当选“世界新七大自然奇观”。

开发与利用

暗河在一些落差大的地段，可建造地下水电站，例如云南省六郎洞地下水发电站、加拿大的拉格朗德二级水电站、美国底诸尔维克水电站。暗河水还可用于供水，在岩溶地区是重要的水源。例如，冲绳县总局建造地下水坝，其地下水坝分两种类型，第一是在地下建造阻止天然含水层流动的地下水坝，第二是将水蓄在大坝本身堆积的沉积物中的地下水坝，两者都是利用地下水坝进行水资源开发；尼泊尔巴格马蒂河流域特莱南部地区开发了巴格马蒂灌溉项目，当地农民使用的主要含水层单元则是地下河的浅层含水层；中国山东建造了大武水源地，是特大型地下水源地，主要用于城市供水，它位于淄博市东北部临淄区的大武、辛店、南仇三个地下水水源地的闭合富水区域。

环境问题与保护

环境问题

人类活动容易造成暗河系统的水源污染和水源枯竭问题，最常见的暗河污染源是扩散性的农业面源污染，主要来自硝酸盐化肥、杀虫剂和其他农用化学品。未经处理或部分处理的工业废水排放或渗漏至地下，是地下水污染的另一个重要来源。在城镇居民生活区，污水管网的渗漏是地下水污染的主因。在欠发达国家和地区，公共卫生设施不足且污水管网覆盖率低，粪便会直接排入地面挖掘的简易便池，对地下水造成污染。截至2022年，全球有超过一半的地下含水系统处于超采状态，有些国家的地下水位正在以十分危险的速度下降，世界上约有20%的地下水开采井面临枯竭，新井的钻井深度相较旧井明显增加。

保护

为了保护水资源的质量，减少在地下水补给区内施用有毒物质、化肥、植物保护剂、化学品等，世界上不同国家制定了相应的政策，并且采取不同的应对措施。例如，1998年，约旦颁布了《国家地下水管理政策》，该政策强调必须保护地下水资源免受过度抽取。2002年，以色列颁布《地下水控制附则》，《地下水控制附则》规范了地下水井的许可、钻探和取水。截至2008年，德国根据含水层脆弱性的分区定义，已经划定了数千个地下水保护区，在德国巴登－符腾堡州，超过25%的地表是地下水保护区域，2009年，德国联邦地质和罗斯托夫公司与约旦水利灌溉部合作，在约旦不同地区进行了地下水脆弱性测绘学和地下水保护区划定。2023年，中国坪桥地下河系统污染防治试点项目顺利通过工程验收，湘江打秋坪国控断面水质稳定在地表三类水标准。