一、岩溶水系统的划分
岩溶水系统亦称“岩溶水流域”，当以岩溶大泉为主要排泄口时，也称作“岩溶泉域”。其实质是对具有明确边界、连续岩溶含水层、统一岩溶地下水流场、相对独立循环的岩溶地下水汇集体的统称。其汇集范围不仅包括岩溶地下水资源补给范围，同时也包括与岩溶地下水具密切关系的其他类型地下水、地表水可控汇集区。根据我们多年研究成果及参考有关资料，将北方岩溶水划分出119个系统，具体如图3-2，表3-1所示。系统划分过程中，系统边界的水文地质性质除隔水边界、地下分水岭边界外，还采用了以下边界：
（1）地表分水岭边界
一些岩溶水系统内地表河流成为重要岩溶地下水补给源，当这些地表流域范围可控且超出由岩溶含水层的分布范围时，将地表流域划入岩溶水系统，将流域分水岭确定为岩溶水系统的地表分水岭边界。
（2）岩溶含水层深埋滞流性边界
本次划分一般将碳酸盐岩含水层埋藏深度达到1000m、岩溶地下水循环缓慢，确定为滞流性边界。
（3）潜流边界
相对阻水但仍有一定流量的边界。
（4）推测边界
由于勘探、研究程度较低，对一些不能确定具体位置或不能确定其水文地质性质的边界。
图3-2 中国北方岩溶水系统、系统模式及系统分区图
表3-1 中国北方岩溶水系统汇总表
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岩溶水系统划分所采用的方案大同小异，但由于工作目的以及空间尺度不同有所差异。有些方案强调系统的级别，从而出现了大系统、系统以及子系统的概念；而另一些则注重于岩溶含水层系统，其边界划分主要关注岩溶含水层的分布埋藏而忽略与岩溶水密切相关的其他水资源类型的补排关系。本次划分没有考虑具有从属关系的系统级别，划分原则从岩溶水系统的概念出发，强调岩溶水边界和补排关系的明确，岩溶含水层的连续、岩溶地下水流场的统一、岩溶水系统水资源要素的有机关联程度等要素。
二、岩溶水系统特征
从宏观上出发，中国北方岩溶水系统以发育规模大、系统水资源要素构成多、转化关系复杂（系统内往往同时存在包括大气降水、地表水、松散层孔隙地下水、碎屑岩裂隙地下水和岩溶地下水等多种水资源类型，各水资源类型间存在直接或间接的复杂转化关系），“水煤共存”为特点。
1.系统规模大
全区119个系统平均面积为1453.2km2，最大的系统为跨越晋、陕、内蒙古3省区的天桥泉域岩溶水系统，总面积为13383km2，全区面积大于1万km2的岩溶水系统有2个、5000～1万km2的4个、1000～5000km2的44个、100～1000km2的64个、小于100km2的5个。
2.系统水资源构成多，转化关系复杂
不同系统的水资源构成要素不尽一致，有的简单，有的要复杂，但由于北方岩溶水系统发育规模大且具有高度开放性，总体上表现出较多的要素构成与复杂的转化关系。系统内同时存在包括大气降水、地表水、松散层孔隙地下水、碎屑岩裂隙地下水和岩溶地下水等多种水资源类型，各水资源类型间存在直接或间接的复杂转化关系。
娘子关泉域水资源系统总面积为7196km2，岩溶水不仅接收奥陶系碳酸盐岩裸露区降水入渗补给，同时泉域内桃河、温河、南川河、松溪河、清漳河在系统上游碎屑岩区地表产流进入下游碳酸盐岩区后对岩溶水形成渗漏补给，各河上游碎屑岩区河谷冲洪积层孔隙含水层在进入碳酸盐岩区后通过地下潜流形成对岩溶水的补给，而西部晚古生代及中生代碎屑岩区裂隙地下水（包括采煤排出地表的矿坑水）在以当地地表河谷为排泄基准排入各河流后，到下游碳酸盐岩段与地表水一道形成对地下水的间接渗漏补给（图3-3）。
在119个系统中有53个系统存在大量的地表水渗漏补给。鄂尔多斯盆地周边22个系统中，河流渗漏段的总长度达到近400km。黄河自内蒙古喇嘛湾流入横跨晋、陕、内蒙古3省区的天桥泉域岩溶水系统后，自北向南穿切整个系统，流长达190km，径流过程中与岩溶地下水形成了三种补排关系。第一种关系从泉域北界入口至偏关欧犁嘴，长60km，黄河接受东岸岩溶地下水补给并向西岸渗漏；第二种关系为欧犁嘴向南至河曲路铺段，碳酸盐岩出露段长约15km，黄河水位均高出两岸岩溶地下水位，河水渗漏补给岩溶地下水；第三种关系为从河曲龙口到保德天桥水库段，岩溶地下水通过碳酸盐岩露头段向上顶托排泄，补给黄河水。
汾渭地堑两侧多数岩溶地下水系统由于山前断裂带相对阻水出露，这些系统岩溶水多为非全排性系统，部分岩溶地下水要越过断裂带进入盆地形成对松散层含水层的潜流补给。例如，渭北地区扶风-礼泉域岩溶水系统和袁家坡泉-温汤泉-瀵泉泉域岩溶水系统部分岩溶水越过南侧礼泉-双泉-临猗断裂边界形成渭河谷地南部岩溶热水的重要补给源；禹门口泉域岩溶水系统在张吴一带、龙子祠泉域岩溶水系统在土门一带都有潜流进入盆地孔隙含水层的岩溶水；霍泉泉域岩溶水系统在广胜寺出露泉水后还有0.1m3/s潜流量进入下游盆地；北部神头泉域岩溶水系统的神头泉本身是从朔县盆地松散层中出流；太原兰村泉域岩溶地下水是盆地松散层西张水源地、北固碾水源地的重要补给源。
燕山山前的一亩泉域岩溶水系统、玉泉山泉域岩溶水系统、甘池泉域岩溶水系统、天津公乐泉域岩溶水系统同样存在岩溶水向山前平原松散层的潜流排泄。而唐山岩溶水系统，天然条件下岩溶地下水向上越流补给浅层松散层孔隙地下水，由于岩溶地下水开采和煤矿疏干，使岩溶地下水形成漏斗，两类地下水补排关系发生逆转，孔隙地下水向下越流补给岩溶地下水。
图3-3 娘子关泉域岩溶水资源系要素及转化关系示意图
鲁中多数岩溶水系统以及徐淮地区岩溶水对上覆松散层含水层存在侧向潜流与向上垂向越流补给；而在鲁中东部的平阴岩溶水系统、旧县岩溶水系统、郭里集岩溶水系统，岩溶水则接受松散层孔隙水的向下越流补给（图3-4）。
太行山东南侧的岩溶水系统，太行山前断裂使中奥陶统与石炭、二叠系煤系地层直接对接，与其中碳酸盐岩夹层含水层以及砂岩碎屑岩裂隙含水层形成补排关系。
岩溶地下水与系统内其他水资源类型间各种形式的补排关系所体现出的开放性决定了其环境质量基本条件比较脆弱。
3.多数为“水煤共存”系统
119个系统中，有83个系统中含有煤系地层（表3-1）。区内最重要的岩溶含水层为寒武-奥陶系碳酸盐岩，华北地台在中奥陶世后期，整体抬升为陆地并经历了1亿多年的风化剥蚀过程，到中石炭世后，进入了海陆交互的成煤期，沉积了石炭-二叠纪煤系地层，使得煤系地层与中奥陶统碳酸盐岩直接接触。一般下层煤与岩溶含水层的垂直距离为20～60m，构造裂隙、陷落柱、采煤过程中形成的裂隙等通道以及矿坑排水进入碳酸盐岩
图3-4 郭里集单斜水文地质单元地下水动态特征分析
区的渗漏使岩溶水与煤系地层地下水间产生直接或间接的联系，构成了“水煤共存”系统。这些系统内的煤矿开采对岩溶水在数量和质量方面均会产生不同程度的影响。例如，矿坑污水排放进入碳酸盐岩渗漏区对岩溶水的污染问题，由于采煤对地表下垫面改变使得产流性质发生变化，从而影响到下游对岩溶水渗漏补给量的大小；特别值得指出的是采矿发生突水事故，沟通了岩溶水与坑道的联系，使得坑道空间系统成为岩溶水的循环空间，矿坑将成为岩溶水永久污染源。采矿对岩溶水的影响不仅发生在采矿期间，而且会发生在闭坑以后。