据中国地质科学院岩溶研究所最新统计，我国岩溶分布面积为363.0670×104km2（袁道先等，2003），约占国土面积的1/3强。岩溶含水系统主要发育在碳酸盐岩分布的岩溶区。赋存、运移在岩溶化岩层中的水称为岩溶水。岩溶是水与可溶性岩石相互作用的结果，含有CO2的岩溶水通过可溶岩石（如灰岩、白云岩等碳酸盐）裂隙渗流过程中，不断地对岩石进行溶解，改变裂隙原有的空隙形态，扩大水流运移和赋存的空间。在岩溶介质中原来由大裂隙构成的导水通道，由于水流集中，水交替积极，岩溶作用强烈，因而有可能最先发育为较大的岩溶通道。水与碳酸盐岩介质相互作用的过程中，在不断地改造导水通道的形态和导水能力的同时，也不断地改造着自身的补给、径流、排泄和动态特征。
1.影响岩溶含水系统发育的控制作用
影响岩溶发育的有气候、地形、植被、地质构造、可溶岩的成分结构等因素，在它们共同作用下，所形成的岩溶含水系统分布极不均匀，构成十分复杂的岩溶含水系统。
气候是影响岩溶发育的重要因素。我国南方气温高，地表植物繁茂，降雨充沛，年降水量普遍大于1000mm，这种气候环境下，水具有良好的交替条件和丰富的CO2来源，对碳酸盐岩的溶蚀作用得到加强，使岩溶发育过程完整。
（1）降雨对岩石表面溶蚀的影响
桂林、拉弄和水城等亚热带观测站对裸露岩石表面的溶蚀过程水化学监测表明，雨水落到岩面后，水对岩石的溶蚀化学反应很快，1 小时左右，水中的含量由不足20 mg/L猛增到40 mg/L以上，并迅速达到反应平衡状态（袁道先等，2003）。见表5-2。表明雨水中CO2 含量较高，具有较强的溶蚀能力。
表5-2 水城、桂林、拉弄雨后裸露岩面岩溶水的浓度（mg/L）的变化
（2）植被对岩溶发育的影响
植被主要植根于覆盖在岩石上的土壤层中，植物根系的呼吸和微生物种群对有机物的分解均会释放出CO2 ，使土壤空隙中CO2 浓度增加，当水通过土壤层向下渗透时，吸收较多的CO2 ，导致水的溶蚀能力增强。土壤中的CO2 含量与植被覆盖度和土壤层厚度有关。在植被覆盖度较高的森林地区，土壤中的有机物含量较高，在表层O2 充足，好氧菌将有机物分解为CO2 和H2O；在厚度较大的土壤层下部，O2 含量少，处于厌氧环境，以脱硫菌为代表的厌氧菌在将有机物分解为CO2 和H2O的过程中，从获取O2，并将还原为H2 S。在土壤层中同时存在生物氧化作用和生物氧化还原作用的情况下，会给下渗的地下水提供更为充足的CO2 ，使水的溶蚀能力得到加强。
植物根系的呼吸和微生物群落繁衍的强弱与季节变化有关，夏季，气温高，降水充沛，植物生长茂盛，根系呼吸作用强，释放出的CO2较多；高温与潮湿同样也使微生物群落繁衍机能增强，对有机物的降解活动更为活跃，CO2产量也随之增加；冬季，气温低，植物根系的呼吸和微生物群落繁衍趋弱，CO2产出量随之减少；土壤中CO2浓度随季节变化的特征明显。见图5-8。因此，夏季水的溶蚀能力较冬季强。
图5-8 土壤剖面中浓度季节动态与降雨量和温度之间的关系
（3）地质构造对岩溶含水系统发育的控制作用
地质构造活动往往使碳酸盐岩地层发生褶皱和断裂，形成相互连通的裂隙网络，为岩溶发育提供了良好的条件。几乎所有的岩溶含水系统的发育都与褶皱、断裂有关。例如，深圳市东部的龙岗等区，岩溶含水系统主要沿隐伏背斜轴部分布，轴部溶洞发育，富水性好，单井涌水量大于5000m/3d，过量取水，极易造成地面塌陷；自背斜轴部向两翼，富水性逐渐减小。又如，湖北利川的腾龙洞，位于巨厚嘉陵江组组成的金子山向斜NW翼与小青垭-鱼皮泽复背斜之间的翼部过渡带，主洞发育方向受纵张裂隙（走向NE40°～50°和走向NE75°～85°）控制，支洞受走向NW335°～345°的横张裂隙控制（沈继芳等，1996）。
断裂对岩溶含水系统的发育的控制作用也十分明显。例如，桂林的盘龙洞岩溶洞穴系统的主洞道，沿近SN向和NE向、NW向断裂和裂隙发育，呈SN向延伸，与桂林弧形构造走向一致；广西灌阳的响水岩洞穴系统的洞穴发育，明显受N（N）E和近EW向断裂、裂隙的控制；贵州荔波县垌塘董哥洞穴系统的主洞道，沿北（北）东向褶皱的层面裂隙及与褶皱伴生的N（N）E向和N（W）W向断裂展开、延伸（袁道先等，2003）。我国北方地区许多岩溶大泉含水系统的形成和分布也都与断裂构造有关。
（4）可溶岩的成分结构对岩溶含水系统发育的控制作用
碳酸盐岩主要成分为方解石和白云石，并含有不被水溶解的泥质和硅质等杂质，其成分和结构会对溶蚀速率产生影响。生物礁成因的灰岩质地较纯，因微孔隙较多，与水接触面较大，易溶蚀。而重结晶致密的结晶灰岩孔隙率小，最不容易溶蚀。含泥质高的泥灰岩，溶蚀后留下的泥质附着在缝隙表面，限制了水岩作用，降低了溶蚀速度。不同成分的岩性组合是造成差异性溶蚀的内因，石林地貌中形态各异的石林造型多与此有关。
最新的岩溶理论认为：岩溶发育过程是全球碳循环的一个环节；岩溶动力系统控制着岩溶的形成和演化。袁道先等（2003）将岩溶动力系统定义为：是控制岩溶形成演化，并常受制于已有岩溶形态，在岩石圈、水圈、大气圈、生物圈界面之上，以碳、水、钙循环为主的物质、能量传输、转换系统；并认为，岩溶动力系统（碳酸盐岩-CO2-H2O系统），在生物作用和传统概念的无机岩溶作用的协同下，积极参与全球碳循环，成为大气CO2源汇的重要环节。
岩溶动力系统对环境十分敏感（袁道先等，2003）。岩溶动力系统作用强度受降水、气温、植被、水流状态、深度和开放程度等环境因素控制，这些控制因素无不与碳酸盐岩-CO2 -H2O系统中的CO2 和H2O驱动力有关。我国南方气温高，降水充沛，径流强度大，植被发育，包气带表层土壤中 CO2 浓度高，使岩溶动力系统具有较高的作用强度，而北方年平均气温、降水量、植被覆盖度均比南方来得低，岩溶动力系统作用强度较小，因此，北方岩溶发育程度远比南方差。刘再华等（1998）通过对桂林岩溶试验场和陕西鱼洞河观测站土壤中CO2 含量及岩溶水中Ca2+、动态进行对比后认为，我国南方岩溶发育强烈主要与其土壤CO2 含量较高、雨水中Ca2+浓度较低以及降水量和径流量较大有关。
2.岩溶含水系统的基本特征
我国南、北方因气候和植被系统差异较大，使两地岩溶动力系统作用强度有显著的不同，具有南强北弱的特点。南方岩溶发育强烈，岩溶现象典型，地表发育有峰林、峰丛、溶蚀洼地、溶斗、竖井和落水洞等典型岩溶地貌，地下有发育完整的地下河系。而北方则不然，地表岩溶景观不发育，完整的地下河系较为少见。南方和北方岩性和构造上的差异，也是造成两地岩溶发育程度不同的重要原因。南方，碳酸盐岩多为巨厚层到块状纯净灰岩，构造以紧密褶皱为主，有利于汇水的向斜构造和断裂构造形成，岩溶作用表现得十分强烈，地下河系往往发育在向斜的轴部或沿断裂展布；北方，碳酸盐岩一般岩层较薄，常有泥质或硅质夹层，多与非可溶岩互层，构造多以宽大疏缓褶皱为主，仅在汇水条件好的构造部位有小溶洞沿裂隙或断裂发育，岩溶水赋存、运移方式与裂隙水相近。
岩溶动力系统作用的强度，岩性、构造等方面的差异，使我国南方和北方岩溶含水系统，无论是空间分布特征，还是岩溶水的赋存、运移及径流排泄方式都迥然不同。
3.南方地区岩溶含水系统特征
我国南方地区岩溶发育强烈，地下河系发育，地下河系统成为南方岩溶含水系统的主要特色。据李国芬等（1992）统计，我国南方有2836条地下河（流量大于50L/s）。每一条地下河都构成一个独立的系统，面积从几平方千米到千余平方千米（袁道先等，2003）。地下河发育地区，岩溶含水介质具有很大的不均匀性，富水性也极为不均。
不同尺寸的岩溶管道网络将落水洞、竖井以及溶孔和溶蚀裂隙联系起来，与地下暗河（汇水廊道）连成一体，构成以地下河为主体的岩溶含水系统。地下河含水系统最主要的特征，是连通地表的落水洞和竖井等大型垂直管道将近水平的地下河联系起来，降水及其形成的地表径流，大部分通过大型垂直管道迅速灌入地下河系，使地下河系水文过程对暴雨的响应较快，洪峰与降雨滞后时间较短，导致降雨-地下河岩溶含水系统-地表水的转换十分迅速，造成含水系统调蓄能力低下。见图5-9，5-10。
图5-9 湖南保靖白岩洞地下河主要入口集中补给量与降水关系
地下河岩溶含水系统上部岩石包气带的土壤盖层，能有效地阻止雨水和地表水沿溶蚀裂隙快速下渗，同时土壤层有较好的持水能力，为植被生长提供了良好的条件。具有这种结构的包气带，不仅对地下河系水文过程有较好的调节作用，而且对雨水和污染物有一定的净化作用，土壤层愈厚，这两种作用的效果愈明显。在植被未被破坏的岩溶地区，植被繁茂，植物根系深深地植入溶蚀裂隙中，与落下的枯枝败叶和有机质形成的团粒一起，将溶蚀裂隙堵塞，减缓雨水下渗速度，同样也会起到与土壤盖层相类似的功效。
总的来说，土壤盖层和植被具有调节地下河岩溶含水系统水文过程、净化水质的功效，是十分重要的地质和生态层面。
无土壤盖层的裸露岩石构成的包气带，持水度小，季节性的调节性能低，对水几乎没有任何净化作用，具有此类型包气带的地下河系统，水文过程洪水涨落与暴雨响应快，滞后时间短，极易受到污染。
在构造振荡上升地区，往往水平溶洞多层发育，形成类似楼层的结构，落水洞、竖井和垂向岩溶通道，将地表与各层水平洞道联系起来，构成底层地下河系的包气带中大型岩溶管道系统（见图5-10）。具有该特征的包气带，厚度大，持水度极小，降雨和地表径流迅速通过大型岩溶管道系统汇入地下河系中，地表蓄水能力极差。这些地区往往成为石漠化严重的缺水区。
图5-10 湖南保靖白岩洞洞穴系统剖面示意图
4.北方地区岩溶含水系统特征
我国北方地区的岩溶含水系统，主要发育在寒武系-中奥陶统碳酸盐岩地层中，以灰岩、泥质灰岩、硅质灰岩、白云质灰岩为主，层内裂隙发育比较均匀，连通性较好，岩溶多沿层面裂隙和构造裂隙发育，以溶孔和小溶洞为主，溶蚀作用较弱，属于岩溶裂隙含水系统。
北方地区的岩溶裂隙含水系统，主要发育在宽缓向斜和单斜的寒武系-中奥陶统碳酸盐岩地层中，汇水面积较大，往往可达数千平方千米，富水性分布较为均匀，打井成功率较高。岩溶裂隙含水系统具有统一的地下水位，地下水在径流过程中，若遇到侵入体、岩墙和断层（阻水）等阻水构造，水位抬升，多以泉的形式排泄，泉水动态稳定。例如，山西省娘子关泉、济南趵突泉群和河南省辉县的百泉等。河谷切穿岩溶裂隙水含水系统，地下水也会出露成泉，向地表水排泄。例如，陕西省府谷县境内，黄河深切150m，切穿奥陶系马家沟组部分灰岩含水层，使岩溶水出露成泉，形成南北长约12km的排泄段，排泄量达12.5m3／s，见图5-11。
泉的汇水范围称为泉域。大型岩溶泉的泉域分布面积很广，岩石大部分被覆盖，岩溶裂隙水径流途径长，呈点状排泄。这种以泉为排泄方式的岩溶裂隙含水系统动态十分稳定，泉的流量变化通常滞后于降水较长时间。岩溶裂隙含水系统中，水的运移与裂隙含水系统相类似，主要沿岩溶裂隙网络中的导水通道运移。至今，还无法描述岩溶裂隙网络的真实分布状况，给岩溶学家带来不少困惑。为避开此难题，人们于是干脆将岩溶裂隙含水系统看成是“黑箱”或“灰箱”，运用“黑箱”理论或“灰箱”理论，通过降水与泉的动态信息耦合关系来间接研究泉域型的岩溶裂隙含水系统；或是将岩溶裂隙含水介质粗略地等效为孔隙介质，来进行有关的计算和评价。
图5-11 天桥泉城地下水与黄河补排关系图
综上所述，在岩溶动力系统（碳酸盐岩-CO2-H2O系统）中，CO2和H2O是对环境最为敏感的驱动力，受气温、降水量、径流状态以及土壤盖层和植被等因素影响最大。我国南方，气候炎热、降水充沛，植被繁茂，且土壤盖层中植物根系呼吸和各种微生物降解作用活跃，CO2产出量大，岩溶动力系统作用强度高，岩溶作用强烈，在地表形成峰林、溶蚀洼地、竖井和落水洞等典型的岩溶景观；在地下则形成近水平发育的地下河，与竖井、落水洞等大型岩溶管道相连，共同架构成地下河含水系统。地下河水文过程对暴雨响应迅速。土壤盖层和植物不仅能在一定程度上调节水文过程，而且具有水净化能力，是重要的地质、生物层面。我国北方地区，气温、降水量和植被覆盖度，相对南方要低，岩溶动力系统作用强度较小，溶蚀作用较弱，仅以溶孔和小溶洞形式出现。岩溶裂隙含水系统多以泉的形式排泄。