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泉作为地下水的重要排泄方式之一,不仅是重要的淡水资源,也是工农业生产用水和居民生活优质饮用水的重要来源,开展泉水的同位素及水化学特征研究是揭示泉水补给来源、补给周期及其对气候变化的响应的基础,也是合理利用泉水资源的前提,对于区域水资源的科学管理具有重要指导意义。本文以百脉泉泉群为研究区,基于同位素及水化学示踪技术,获取了本地大气降水线、泉水氢氧稳定同位素及水化学时空变化特征,并结合区域水文地质条件探究了百脉泉泉水的补给来源。主要研究结果如下:（1）大气降水中δ~2H的变化区间为-151.55‰～-4.28‰,平均值为-54.84‰;δ18O的变化区间为-19.93‰～-0.52‰,平均值为-7.48‰。大气降水中δ~2H和δ18O在时间上的分布规律相似,均呈现双峰状（“M”型）,不同季节降水中氢氧稳定同位素均表现为冬季＜秋季＜夏季＜春季。本地大气降水线方程（LMWL）:δ~2H=7.58δ18O+4.17。大气降水δ18O随温度升高而逐渐富集,具有一定的温度效应,但回归方程未达显著水平;降水δ18O随降水量增大没有明显的变化趋势,表明不存在降水量效应。大气降水氘盈余值（d）的变化区间为-13.50‰～28.44‰,平均值为7.29‰。10月～翌年4月的降水主要来源于西风携带的水汽团以及局地蒸发水汽,具有明显的陆地蒸发水汽再循环特征;5月～9月,沂源地区大气降水主要来源于沿海区域或东亚季风携带的低纬度太平洋海域蒸发水汽,且在降水过程中受到云下二次蒸发。（2）百脉泉泉群泉水的δ~2H的变化区间为-65.23‰～-37.01‰,平均值为-58.02‰;δ18O的变化区间为-8.99‰～-4.04‰,平均值为-7.79‰。泉水蒸发线方程（LEL）为δ~2H=5.75δ18O-13.23。筛子泉、龙湾泉、东麻湾、墨泉、百脉泉、梅花泉等6个泉的蒸发线斜率分别为5.20、5.59、5.67、6.15、6.05、5.74,各斜率均小于本地大气降水线斜率（7.58）,且各泉泉水δ~2H-δ18O均落在本地大气降水线上或附近,表明泉水的补给来源主要为大气降水,且降水在入渗补给泉水之前经历了较弱的蒸发作用。同时,泉水同位素的变化幅度小于降水,表明不同频次的降水在补给泉水过程中与土壤水及相邻降水事件的水体混合,削弱了泉水同位素的极值现象。（3）百脉泉泉群泉水p H的变化区间为7.13～7.54,平均值为7.30,呈弱碱性。百脉泉泉群泉水总溶解固体（TDS）的变化区间为404.27 mg/L～556.08 mg/L,平均值为442.03 mg/L;电导率（EC）的变化区间为577μS/cm～789μS/cm,平均值为641.75μS/cm,泉水属低矿化度淡水。泉水中阳离子含量排序为Ca2+＞Mg2+＞Na+＞K+,阳离子中Ca2+占主导地位;阴离子含量排序为HCO3-＞SO42-＞Cl-,阴离子中HCO3-占主导地位。百脉泉泉群泉水的水化学类型多为Ca2+-HCO3-型（龙湾泉、东麻湾、墨泉、百脉泉、梅花泉）,仅有筛子泉泉水为Ca2+-HCO3--SO42-型,百脉泉泉群泉水水化学特性主要受控于碳酸盐溶解作用。干季泉水中的Na+和K+主要来源于蒸发岩溶解,湿季泉水的Na+和K+除来源于蒸发岩溶解,仍有部分来源于硅酸盐岩矿物溶解。百脉泉泉水中的Ca2+和Mg2+来源主要包括碳酸盐矿物溶解和硫酸盐的溶解,且泉水的水化学离子来源于碳酸盐岩的比例高于蒸发岩。（4）百脉泉泉群泉水的补给来源主要为本地大气降水,且在入渗之前经历了较弱的蒸发作用。筛子泉、龙湾泉、东麻湾、墨泉、百脉泉、梅花泉等6个泉的补给高程分为695.5m、673.0m、885.5m、850.5m、903.0m、840.5m。