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马营河上游为白石崖河，中游名马营河，下游称山丹河。白石崖河发源于祁连山冷龙岭北麓，从源头向北至白舌口出山。主河道长22千米，流域面积156.4平方千米，年径流量0.43亿立方米。出山后流经大马营滩，至石泉村一带以泉水形式出露汇成马营河，至高庙南1.5千米纳入霍城河（年径流量0.18亿立方米），沿途补入大黄山泉水，至李桥水库断面以上流域面积为1143平方千米，多年平均年径流量为0.5391亿立方米（李桥水库断面1957—2015年）。自水库往北流31千米，至焦化厂东南与寺沟河（年径流量0.13亿立方米）汇合，至山丹县城以西，称山丹河。向西流纳入南草湖、西草湖之泉水至东乐纳童子坝河，至太平堡纳入九龙江（原汇集洪水河、海潮坝河、小都麻河、大都麻河、马蹄河、酥油口河、大野口河诸河），至乌江堡东北处汇入黑河，全长175千米。