震旦纪（8亿年前）以来,中国南方沉积了数千米厚的灰岩、白云岩等碳酸盐岩地层,这给岩溶地下河的发育提供了基础地质条件。经过漫长的地质变迁,在历次构造运动以及不同时期的水文网作用下,地下发育了众多岩溶管道。这些复杂的岩溶管道体系,称为地下河,其由许许多多的地下管道、溶洞、溶蚀裂隙组成。地下河不断交织,形成当今之地下河网。地下河为中国南方岩溶区最重要的岩溶现象之一,同时也是地下水赋存的一种独特形式。

地下河由无数地下岩溶管道、洞穴等构成,它平面上的分布形态与地质构造、地层、岩石性质以及地表水文网等密切相关。在地下河发育的多种关系图形中,主要可以分为单管型、树枝型、网格型三种形态。单管型地下河在平面上呈条带状分布,只有主流,没有分支,地下河管道单一,如图中的水牛厄G29~G30地下河段;树枝型结构地下河的共同点是上游有数条分支,向下游逐渐汇合于主流通道,所有分支以不同的锐角角度注入地下河主管道,使地下河系俨如一丛树枝,如图中的东究地下河子系统（G32）,其上游有3条分支;网格状发育的地下河,是由特性较为一致的许多通道呈角度相交构成,其特点是地下水穿插流动,地下管道时而合并、时而分开,难以分辨主流和支流。

受不同碳酸盐岩地层控制以及不同岩溶发育期影响,地下河在垂直方向上存在一层、二层或多层地下河管道结构。同一地下河管道中不同地段管道空间差别巨大,部分地段管道可能为厅堂型,具有大型积水空间。也可能为狭小咽喉状管道;地下河管道壁奇形怪状,每一段都截然不同,地下河管道中也常堆积各种形态岩石,使过水断面极不规则。因此,无论从平面或垂直结构、还是局部管道形态都凸显出岩溶地下河管道之复杂。

地下河的汇水面积巨大,可达上千平方千米。迄今发现的中国南方最大地下河,是位于贵州省罗甸县的大小井地下河,包含贵州省惠水县、罗甸县、平塘县以及贵阳市花溪区部分地区,汇水面积达1943平方千米;位于广西都安县地苏地下河、云南开远市南洞地下河也都属于大型地下河,汇水面积均达1000平方千米以上。大部分地下河汇水面积在数十到数百平方千米范围之间,一些地下河汇水面积只有几平方千米。位于广西桂林市灵川县境内的寨底地下河,汇水面积为33平方千米,而在其内部可分为多个地下河子系统,其中位于北部的钓岩（G16）地下河子系统,汇水面积仅5.5平方千米。地下河的流量动态变化大是我国南方岩溶地下河的

重要特征,大小井地下河在丰水期瞬间流量可大于每秒350立方米,枯水季节流量为3~4立方米,两者相差约100倍;寨底地下河出口（G47）洪水期瞬间流量约每秒16立方米,而枯水期最小流量约为每秒52升,最大流量为最小流量的307倍;部分地下河在丰水期流量大,而在枯水季节断流。

对于岩溶地下河,人们在地表直接可以观察到的主要有地下河出口。绝大部分的地下河出口与大小不等的地表河流直接相连,如大小井地下河的大井出水口就是一条60~80余米宽的河道。

也有部分地下河出口发育在半山腰,地下水以多级跌坎瀑布形式向河流排泄,例如湖北省鹤峰县走马镇附近的溇水深切河谷右岸的大神口地下河出口发育在高出河床约160米的半山腰,出口高度达70余米、宽度达30余米 。

有些地下河无洞穴状出口,广西桂林寨底地下河则是这类地下河的典型代表,其出口段地下河沿北东向15°的断裂发育,由于断裂带上岩石破碎而崩塌,地下水从堆积岩石间小型缝洞流出,通过试验和计算,从响水岩天窗（G37）到出口（G47）的2250米长地下河主管道的积水空间大于525570立方米,相当于直径17米、长2250米巨大的等效圆管道,因此不能以出口形状来判断其是否为地下河。

中国南方岩溶区是世界上碳酸盐岩连片分布面积最大的岩溶区,以贵州高原为中心,总面积约8000平方千米,包括贵州、广西、云南、湖南、广东、湖北、四川、重庆、江西等省（区、市）。近年来最新调查数据统计表明,南方岩溶区有地下河3066条（包含其地下河子系统）,流量合计大于每秒1500立方米,相当于黄河径流量,由此可见南方岩溶地下河的地下储水空间巨大、地下河水资源量极为丰富。

南方岩溶区属湿热多雨的热带、亚热带气候,年平均降雨量1100~2300毫米,尽管降水丰沛,但仍经常发生工农业生产用水及人畜饮水困难。仅滇、黔、桂三省区至今还有800万人的饮水问题尚未得到解决,耕地受旱面积约2530 万亩。究其原因,一方面是是强烈的岩溶作用,导致地下岩溶空间发育,使雨水和地表水极易漏失到地下,造成“地下水滚滚流,地表水贵如油”的状况;另一方面,岩溶地下河埋藏于地下几十至数百米甚至千米,延伸长度亦有几千米至数十千米,地表仅能见到出水口和少数地下河天窗或竖井 ,受地层、构造、水文和地貌等多种因素影响,地下河分布结构复杂,这一丰富的岩溶地下河水资源仅在部分地区得到有效利用,因此仍有巨大的地下河水资源有待开发。

地下河水流运动规律,为待解之“谜”。地下含水介质主要有孔隙、裂隙、管道（地下河）等。地下水在孔隙、裂隙中运动已经发展了一套相对完整的理论,如“达西”定律。

地下水在岩溶地下河管道中运动极其复杂,其水流运动规律及其相关问题迄今仍是水文地质领域的重要研究课题。

一是多重含水介质并存,既有管道介质,同时有裂隙、孔隙等介质。

二是紊流和层流并存,在丰水期,地下水通常快速补给快速排泄,地下河管道的水流以紊流为主,而在枯水期,地下水流速缓慢,地下水流可视作裂隙渗流。

三是多相流特征,在强降水补给条件下,地下河管道的地下水流速大,如地表河流般具有很强的搬运能力,水流中的泥沙往往又是不均匀分布,多出现稀密分区现象。

四是流动的稳定性,由补给量强弱导致管道水从层流（慢速）状态到紊流（快速）状态的互相转变。

基于地下河系统有关科学问题研究需要,近年在广西桂林寨底岩溶地下河建立了野外试验基地。另外在贵州大小井、湖南郴州万华岩等岩溶地下河也建立了多个长期监测站点,通过长期监测和深入研究,将会揭露岩溶地下河管道的地下水运动特征。

岩溶地下河为南方重要水资源,也是重要旅游资源,对当地的生活、生产具有重要经济和社会效益,但有时也给人类活动带来不便。岩溶地区地表落水洞众多,天然防渗过滤层薄,地下河易受污染。由于深埋地下,故而污染后处理难度大,往往造成江河污染。受岩溶地下河管道排泄能力制约,也常使地下河上游岩溶洼地、谷地形成内涝灾害,影响当地农业生产。趋其利避其害,地下河值得深入调查、研究及保护。对地下河及其水资源充分挖掘与利用,其意义重大。

达西定律：

法国水利工程师达西在1856年为解决水的净化问题通过了大量的实验研究,总结得出渗流能量损失与渗流速度之间的关系,即达西定律。达西定律是流体在多孔介质内运动的基本规律,也是从宏观角度描述渗流过程的统计规律。