济南岩溶分布面积广泛,形成众多调节功能强、富水程度高的大型水源地和岩溶大泉。近几十年来,由于自然因素和人为因素的共同作用,造成脆弱的岩溶水系统劣变,出现岩溶水污染、岩溶大泉衰竭等环境水文地质问题,尽管已采取人工补源措施来维持泉水的持续喷涌,但济南岩溶大泉保护的效果并不理想,其根本原因是对四大泉群形成条件缺乏深刻认识。为此,本文以济南四大泉群为主要研究对象,在对济南泉域地质、水文地质等条件的全面调查分析的基础上,并通过泉水及地下水动态监测、示踪试验、水化学测试获取长序列的数据资料,利用泉流量衰减分析、频谱分析、同位素测年法对济南四大泉群形成条件差异性进行研究,揭示四大泉群补给、径流及排泄特征的差异性。主要结论如下:（1）泉群出露区地下水均穿过第四系砾石沉积层涌出地表,综合分析得泉水地质成因年代为8200～7490 a BP。由于侵入岩的分布特征,将珍珠泉与潭西泉泉水类型划分为火成岩-构造型侵蚀上升泉;而黑虎泉、趵突泉出露处为灰岩天窗,泉水成因类型为火成岩-天窗型侵蚀上升泉,可见四大泉群成因模式具有明显差异性。（2）基于动态长序列降水与泉流量数据分析,表明济南四大泉群宏观上主要受降水补给,但微观上四大泉群补给来源存在明显差异性。进一步的,本文依据泉水温度频率与水化学特征分析,结果表明趵突泉与黑虎泉主要受到岩溶水补给,并且黑虎泉黑虎泉泉水补给区的浅部岩溶相对发育,获得降水补给迅速;珍珠泉与潭西泉受岩溶水补给的基础上,还受到孔隙水、裂隙水补给。（3）四大泉群径流特征中存在明显差异。本文通过对降水及泉水位的相关及频谱分析及泉流量衰减分析,结果表明:在集中降水后,大裂隙-管道流对降水的响应时滞为7～16天,大裂隙-管道流占比为0.84%～3.84%;裂隙-孔隙流对降水的响应时滞为36～56天,裂隙-孔隙流占比为96.08%～99.1 7%;此外,潭西泉与珍珠泉基本以裂隙-孔隙流为主。（4）四大泉群排泄特征存在明显差异。泉水EC频率分析研究不同含水层排泄特征,该方法综合考虑了不同含水层地下水的机械混合以及水文地球化学作用,比前人的地下水机械混合研究更加符合泉域实际水文地质条件。研究结果表明:趵突泉中张夏组岩溶裂隙水排泄占比31～54%,奥陶纪裂隙岩溶水排泄占比45～68%;黑虎泉中张夏组岩溶裂隙水排泄占比24～31%,奥陶纪裂隙岩溶水排泄占比68～75%;潭西泉中张夏组岩溶裂隙水排泄占比60～70%,奥陶纪裂隙岩溶水排泄占比15-17%,补源水排泄占比8～21%,孔隙水与风化裂隙水排泄占比6%;珍珠泉中张夏组岩溶裂隙水排泄占比60%,奥陶纪裂隙岩溶水排泄占比22～25%,补源水排泄占比13%,孔隙水与风化裂隙水排泄占比5～6%。（5）基于泉水及地下水氚同位素数据分析,泉域张夏组含水层地下水滞留时间在48～82年,泉域埋深100m以浅奥陶系地下水滞留时间小于6年,此层位含水层储水功能差,且地下水对泉水补给迅速;埋深100m以深奥陶系-寒武系凤山组含水层储水功能强,且地下水流速缓慢,岩溶水滞留时间为6～55年。建立适用于济南源于水文地质条件的活塞-混合流模型,测得趵突泉、珍珠泉、潭西泉地下水年龄分别为10、23、21年。