济南市区泉水众多，概括为趵突泉群、黑虎泉群、五龙潭泉群和珍珠泉群等四大泉群。泉水来自第四系（局部为闪长岩）以下九龙群三山子组碳酸盐岩岩溶地下水的上溢，水质好，水量大，喷涌景象壮观。泉水是济南的象征和灵魂，泉区地下水是泉城人民良好的供水水源。

一、泉水出流的地质背景

济南市区泉水出露于泰山隆起北翼山区与平原的交接地带，地形南高北低。泉区附近地形标高25.6-33m，向南地形逐步增高，过渡到长城岭标高约800余米。泉区附近无大的河流，仅有排泄泉水和洪水的护城河，远离泉水西南有玉符河、南北沙河等，西北有黄河。济南的年降水量介于300-1145mm之间，多年平均降水量为665mm（1959-2006）。

由南部长城岭到济南市区泉区分布的地层和岩石有：新太古界泰山岩群变质岩、寒武纪-奥陶纪碳酸盐岩、济南岩浆岩体（市区西部为石炭纪-二叠纪砂页岩）。在山前地带分布第四系地层，市区附近厚10-30m，西郊地区可厚达100余米。区内第四系地层的大气降水入渗系数为0.1，寒武-奥陶系岩溶含水层的大气降水入渗系数为0.3-0.45。区内大气降水通过第四系地层孔隙和岩溶裂隙下渗、或转化成河水下渗补给区域地下水。地下水总体由南向北径流，汇向市区附近受岩浆岩阻挡部分上溢成泉，部分通过岩浆岩底部及西郊向北的奥陶系马家沟组灰岩通道、石炭纪-二叠纪砂页岩底部向北径流出泉区。泉水出露最低标高25.8m，全泉出露标高27.01m。

二、济南泉水的动态

济南对泉水的研究始于解放前的上世纪二十年代初，对泉水流量和泉区水位、水质的观测从1959年开始。泉区最高水位31.86m（1963年）。1972年趵突泉首次出现短时断流，至2003年泉水几乎每年出现断流。泉水断流的主要原因是泉区范围内泉水流量和岩溶水的开采量、向北出区外地下径流量之和超过了泉区总补给量。2003年9月泉水出流以来一直喷涌，其原因是在年降水量较大的情况下，济南市政府又采取了二环以内封井，以外控制开采量，实现开采总量控制的措施。
　　泉水质量较好，水化学类型为HCO3-Ca型，矿化度小于1g/l，硬度小于450g/l。近些年由于开采石灰岩和排放垃圾等原因，钙离子和硫酸根离子有增大趋势，但未超标，泉水补给区局部地下水受到污染，水质超标。

三、泉水补给范围

济南市区泉水总体来自南部山区的地下径流补给，泉区南边界到长城岭。济南市区泉水补给范围约1500km2，年补给量介于28-96万立方米之间，多年平均补给量65万立方米左右。开采条件下会夺取周边地区侧向径流补给。根据多年的观测资料分析，济南市区泉水的补给除来自东南部地下水的直接径流补给外，还来自千佛山断裂以西地区地下水的补给，因千佛山断裂在市区附近具导水性质。自然状态下济南泉区地下水总体流向北西，东南部地下水是在明显的水头差的作用下补给市区泉水，西郊地下水是在微弱水位差或几乎以定水头的作用下补给市区泉水，西郊地下水补给市区后便得到南部和西南部地下水源源不断径流补给。东、西郊地区因水位高于市区会补给市区。