暗河

暗河

地下岩溶地貌
暗河(subsurfacestream)也叫亦稱伏流、地下河,指地面以下的河流,是石灰岩地形的一種地下水流,是碳酸鹽岩中發育的地下河,是地下岩溶地貌的一種。[1]暗河是由于地表河沿地下岩石裂隙滲入地下,岩石經過溶蝕、坍塌以及水的搬運,在地下形成的管道系統。在中國西南喀斯特地形的諸省較為常見。
  • 中文名:暗河
  • 外文名:
  • 别名:
  • 英文名:subsurface stream
  • 别 稱:伏流
  • 拼 音:an he
  • 形成原因:地下水彙集
  • 解 釋:地面以下的河流

形成發育

暗河是存在于石灰岩或熔岩地下洞穴通道中的集中的地下水流。主要是在喀斯特(岩溶)發育中期形成的。它往往有出口而無入口。以石灰岩地區最為常見,是岩溶地區地下水存在的一種形式。

地面河流沿石灰岩溶蝕通道潛入地下,流經一段距離後,又以泉的形式重新出露地表,潛入地下的河段稱為伏流,它是暗河的一種較常見的形式。玄武岩地區,成岩時可能形成巨大的洞穴通道,地下水在這些通道中流動,也可能形成暗河。

暗河的大量出現與石灰岩地區岩溶發育的一定階段相适應。岩溶發育早期和晚期,石灰岩洞穴發育密度小,地下徑流量不大,并且比較分散,暗河不易形成;中期是岩溶區暗河發育的全盛時期。

高溫多雨的熱帶及亞熱帶氣候最有利于暗河的形成。暗河的發育是地殼變遷與氣候變化共同作用的結果。因而暗河特征與暗河發育規律的研究是研究氣候變化的一個重要而有效的手段。

空間分布

暗河的空間分布受岩性、地質構造和排水基準面的控制。在地層褶皺的軸部、裂隙和斷裂部位、可溶岩同非可溶岩的接觸處和排水基準面附近常發育暗河。在均質灰岩褶皺平緩的地區,暗河常常發育成樹枝狀;在岩性及地質構造複雜的地區,暗河多呈單支出現或形成支流集中在一側的不對稱形态。

暗河的分布深度常和當地侵蝕基準面相适應,由于不透水層的阻擋,或者第四紀地殼上升幅度大于溶蝕深度,地下河則高于當地侵蝕基準面,形成懸挂式的地下河。

水文特征

通常暗河具有獨自的補給、徑流和排洩系統,大的暗河可形成地下河系,具有很大的流量。廣西地下河數量衆多,總長約1萬多公裡,主要分布在湘桂鐵路以西的石山區。地下水約占地表水水量的五分之一強。受當地大氣降水補給,向紅河水排洩,出口處最大流量為390立方米/秒,兩側大小支流計13條。斯洛文尼亞與意大利邊界處的皮福卡河、格魯吉亞西部紹拉河都是規模較大的暗河。冬季,長江之所以不斷流,就在于衆多暗河與地下水的補給。

暗河水的流速比在孔隙、裂隙岩層中滲透的地下水大2~3個數量級,所以暗河與地面河流類似,水位、流量等都不穩定,旱季與雨季流量可相差數十至百餘倍。流量較大的、具有自由水面的暗河可以有湍急的水流、跌水,甚至有暗瀑布;在一些溶蝕通道斷面突然變窄處的上遊一側,還可以形成地下湖泊(暗湖);岩溶地區可以有一部分暗河水流具承壓性。

在地殼上升較強的地區受不同排水基準面(地面水與地下水彙流排洩的當地最低水準面)控制的暗河之間,常發生地下襲奪現象,由此出現部分暗河水改道,遺棄高程和流程較大的故道,進入高程、流程較小的新道。所以近地面的暗河形成年代較老,深部的暗河比較年輕。暗河間襲奪的結果,使水流進一步集中,河水比降逐漸減小,高程逐漸向排水基準面靠近。

考查方法

暗河空間分布的調查常采用多種手段,調查地面水流分布、落水洞、岩溶泉等是确定暗河分布範圍的基本手段,利用放射性同位素、染色孢子、熒光素與食鹽等作為示蹤劑進行暗河連通試驗(也可用壓力傳遞法如抽水、閘水、放水等方法進行試驗)以及暗河水文過程線的水文學分析等都是查明暗河水系及地下流域水文地質的重要方法。

開發利用

岩溶地區的暗河水可以用于工、農業供水;

在适當的地方修築地下水壩,可建立地下蓄水庫;

有些地方利用閘壩擡高水位,把暗河水引出地面,可使暗河水動态不穩定等缺點得到一定程度的改善;

在一些暗河落差大的地段,可以建立地下水電站,如中國雲南六郎洞地下水發電站等。

世界第一暗河

龍橋暗河

2004年9月24日,在倫敦召開的有中、美、英、法、意等國探險家參加的中國洞穴國際研讨會上,中法探險隊首次向世界公布:目前(截至2004年)世界最長的暗河,在中國奉節天坑地縫風景名勝區境内發現,這條名叫龍橋河的暗河,長度在50公裡以上,遠遠超過了此前世界最長暗河的長度。這次探險确認了龍橋暗河從奉節龍橋潛入地下後,在其以西的恩施市闆橋鎮大木村屯渝公路邊流出地面,出口距闆橋鎮9千米。公路橋正從洞口經過,是一條典型而複雜多變的完整暗河系統。

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