济南市区内分布着久负盛名的趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龙潭四大泉群。随着经济、社会发展,导致泉流量减少、水质恶化等一系列水环境问题。本文主要以济南四大泉群为研究对象,进行泉水采集与水化学测试、泉水动态监测、水文地质钻探、水化学示踪和室内溶蚀实验,从四大泉群的水化学成分、水温以及电导率等数据入手,采用室内实验结果与水文地球化学模拟计算相结合方法分析四大泉群水化学差异性形成特征,提出针对四大泉群泉水水质保护的措施,具有重要的实践价值和理论意义。通过分析研究,得出结论:（1）四大泉群泉水中阳离子以Ca²⁺为主,阴离子以HCO₃^-为主。济南四大泉群水化学特征表明,趵突泉、黑虎泉水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca型,五龙潭和珍珠泉水化学类型为HCO₃-Ca型。（2）四大泉群泉水的电导率动态特征总体上呈现的大小趋势为:黑虎泉>趵突泉>五龙潭>珍珠泉,说明五龙潭泉群及珍珠泉的补给路径相对黑虎泉和趵突泉较远。根据电导率的空间分布特征可知,四大泉群电导率总体上是从南到北逐渐减小的。（3）四大泉群泉水的水温常年较稳定,五龙潭、珍珠泉、黑虎泉、趵突泉的平均水温分别为17.85℃、17.8℃、17.32℃、17.44℃,其中五龙潭的泉水水温最高,珍珠泉次之,其次是趵突泉和黑虎泉,泉水温度的差异说明四大泉群的补给来源水循环深度存在差异。（4）泉域的地层岩性、含水介质结构、溶蚀作用以及径流通道的差异性影响泉水的水化学组分形成。四大泉群的含水介质主要是岩溶管道,汇水面积较大,地下水中离子来源于较远处的外源水,且岩溶泉是一个开系统,与大气圈接触比较紧密,水循环迅速,水量和水质更新速度较快,所以,四大泉群泉水中的Cl^-、SO₄^2-和NO₃^-浓度较小。（5）通过不同岩性的溶蚀实验结果可知,相对于单一岩性,垂向混合岩层对水质的影响较大,实际野外地层条件水流交替的溶解作用是一个复杂的岩溶化过程。结合四大泉群常规离子含量数据可知,黑虎泉和趵突泉的Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^-含量较高,说明趵突泉和黑虎泉的溶解作用相对五龙潭和珍珠泉较强。（6）通过建立不同水源的混合模型,说明近年来四大泉群补给水源中地表渗漏补给泉水占比越来越高,其中兴济河、历阳湖和玉符河补源水对黑虎泉的影响较大;兴济河补源水对黑虎泉、五龙潭和珍珠泉的补源效果较好;玉符河补源水对四大泉群均有补源效果,且补源影响从大到小依次为:趵突泉>黑虎泉>珍珠泉>五龙潭。（7）水文地球化学反向模拟计算表明,研究区水化学特征虽然整体上受方解石、白云石、岩盐和石膏的溶解沉淀作用和阳离子交替吸附作用影响,地下水水中Ca²⁺含量主要是由于方解石和文石的溶解所产生,石膏和硬石膏的溶解相对较少。