古代史籍记载的济水是一条充满了神秘色彩的河流，这种神秘色彩表现在它可以“截河而南”，还可以“溢而为泉”。关于济水的“溢而为泉”，较早的记载是在《新唐书》与《空同子》中。
《新唐书》的《许敬宗传》记载：“对曰：夏允水东流为济入于河，今自济至温而入河，水自此洑地过河，而南出于荥，又洑而至曹濮，散出于地，合而东，汶水自南入之，故谓泆为荥东出于陶丘北，又东汇于汶而出，合而更分，皆能识之。”
《空同子》为明代文学家李梦阳所著之书，他是明孝宗弘治年间进士，官至江西提学副史。《空同子》对于济水的“溢而为泉”试图进行一番解释说明：“济水性劲，源于晋伏流地中，乍见乍伏，一支穿太行为百泉，为卫水；一支为济源，出山东为七十二泉。”
在这两则记载中，都说到了济水可以潜流于地下，然后又以泉水的形式溢出地面。究其原因，其中有一项是因为唐代与明代时，济水早已不再是一条能连续起来的河流。由于河南、山东交界处古代一系列大泽的干涸，此时的济水只余下了济源发源时的一段，途径菏泽、济宁、泰安的一段，济南以下直到注入渤海的一段。途径郑州、新乡、开封等地的河段或者由于古代大泽的干涸而水源枯竭，或者被其他河流所夺占，已经杳无踪迹了。而在《尚书》的记载中，济水仍然是一条独流入海的大河。《尚书》作为儒家经典之一，在“独尊儒术”的环境下是不可以被随意质疑的。于是唐代的许敬宗与明代的李梦阳便提出了济水“溢而为泉”的说法，试图将这三段已经分离的河道联系起来。
而另外一个原因，也是本文将要详细论述的，便是济水流域的地表水与地下水的关系问题了。因为泉水是地下水的露头，是地下水的排泄形式之一，属于集中式点状排泄。根据补给泉的含水层性质，可以将泉分为上升泉和下降泉两大类。上升泉由承压含水层补给，泉水在水压作用下呈上升运动并向外排泄，这类泉水的流量相对来说比较稳定，水温年内变化也较小。下降泉则主要由潜水或上层滞水补给，地下水在重力作用下溢出地表，水量、水温等往往呈现明显的季节性变化。当地下水集中某点排泄于河、湖底部时，还会形成水下泉。
古籍中留下了关于济水流域众多泉水的记载，《水经注》在写到济水的起源之处时提到：“《山海经》曰：王屋之山，连水出焉，西北流，注于泰泽。郭景纯云：联、允声相近，即允水也。潜行地下，至共山南，复出于东丘。今原城东北有东丘城。孔安国曰：泉源为允，流去为济。”这段记载表明，济水的源头泉水就是极为丰富的。从这些泉源流出的水汇集在一起，便造就了长流的济水。笔者2018年4月前往济源的实地考察中，见到了诸多泉水。它们流出的水在王屋山上形成溪流，在济源市汇聚成为济水。
济水下游的济南市周边地区，自古以来泉水数量便是很多的。《水经注》中便有记载：“济水又东北，泺水入焉，水出历城县故城西南，泉源上奋，水涌若轮。《春秋》桓公十八年，公会齐侯于泺是也。俗谓之为娥姜水，以泉源有舜妃娥英庙故也。城南对山，山上有舜祠，山下有大穴，谓之舜井，抑亦茅山禹井之比矣。”“济水东迳县故城南。汉文帝四年,封齐悼惠王子罢军为侯国。右纳百脉水,水出土鼓县故城西,水源方百步,百泉俱出,故谓之百脉水。”今日的济南仍然是具有“泉城”之美称，济南流出的泉水很大程度上保证了济水下游河道——也就是今日小清河——的畅通。
在笔者的家乡、古济水流经的山东济宁，也是有着很多泉水的。在清代杨毓泗的《重修砚水桥碑记》里写到过：“济城之东旧有砚水桥一所，形势横斜在古浣笔泉之南偏，咸丰年郡人所重修。遍阅志载并无其名，惟记有汇济桥，在马驿桥之南，或因泉流济水处相挹注，故以名为砚水桥，籍彰李青莲浣笔之遗迹欤？此间为济上河渠交汇之区，一遇伏秋，水势污漫，行人苦之。”在济宁的泉水中，最为著名的为浣笔泉。相传唐代大诗人李白于开元年间寓居任城时，曾在此泉浣笔，故称“浣笔泉”。明代诗人李如圭游此泉后曾赋诗《游浣笔泉》：
济上清泉池，名贤自昔游。
豪吟须浣笔，纵饮却登楼。
树色千村暮，烟光一涧秋。
野亭聊寓意，怀古有余愁。
关于济水下游古泉的分布，张新斌先生在他的《济水与河济文明》一书曾专门进行了统计：东平州有古泉14处，汶上县有古泉3处，平阴县有古泉1处，滋阳县有古泉8处，邹县有古泉12处，曲阜县有古泉20处，泗水县有古泉53处，鱼台县有古泉14处，济宁州有古泉3处，泰安州有古泉38处，新泰县有古泉14处，肥城县有古泉9处，莱芜县有古泉16处。以上各地共分布有古泉205处。更为可贵的是，张新斌先生并不仅仅考证出了古泉的数量，对于这些泉的泉水流向以及官府对于泉水的管理也进行了研究。有120处的古泉专门设置了泉夫，以负责泉务与泉役。其中可以确定泉源流出的河流的有：平阴县共有古泉6处，为大清河之源。肥城县共有古泉14处，均为汶水之源。东平州有古泉51个，为会河、席河等河流之源。汶上县共有古泉30处，其中有的古泉之流“伏地不见”。宁阳县共有古泉15处，多入椤河与汶水。泗水县共有古泉27处，有的入于泗水，有的入于海。滋阳县共有古泉14处，或入于济，或汇于湖中。济宁州共有古泉4处，，多入于运河之中。邹县共有古泉15处，多入于泗水。鱼台县共有古泉20处，均流入运河。滕县共有古泉20处，多入于运河，以及微山湖等湖中。峄县有古泉10处，有“以尧让徐由于沛泽”而命名的许由泉，多入于运河。蒙阴县共有古泉7处，入于运河或小汶河。
由此可见，古济水流域确实是有着很多的古泉的。它们充分证明了，济水流域存在有丰富的地下水。而济水流域的地下水是自何而来呢？它与济水又构成了什么样的关系？接下来就要论述这些问题。
地下水是以不同形式存蓄于地表以下岩石的水的统称，是地下水的下渗，其运动是自然界水循环的重要环节，在自然地理环境的形成与演化过程中起着重要作用。岩石空隙是地下水的贮存空间，空隙的多少、大小、形状、连通状况和分布规律直接决定了地下水的埋藏、分布和运动特性。不同类型和性质的岩石的空隙特点各不相同，相应的含水和透水性能也不尽相同。因此，可以根据岩石中水分的贮存和运移状况，将岩石分为含水层和隔水层。在重力作用下，能够透过并给出相当数量水的岩层称为含水层；虽然含水但几乎不透水或者透水层很弱的岩层称为隔水层。最为常见的含水层有砂、砾石、砂岩、砂砾岩等，一些石灰岩、破碎程度较高的火山岩和结晶岩也可构成含水层；最为常见的隔水层有黏土、页岩等，一些质地致密的岩浆岩和变质岩也可以构成隔水层。
广大平原、河谷盆地的第三纪和第四纪松散沉积物中，含水层极其复杂，岩性多变，且含水层与隔水层的层次较多，其间具有一定的水文地质联系。平原、河谷、盆地松散沉积物中，这种具有一定水文地质联系的含水系统统称为含水岩组或含水岩系。古济水流域的地质条件便符合含水岩系的要求。济水发源于太行山脉的南端，主要河道奔流于华北平原上，下游河道途径了山东中部的泰沂山系西缘与北缘。我国北方的的东北平原、华北平原、黄土高原与朝鲜半岛一起，构成了欧亚大陆东端的中朝地台。在地质史上，中朝地台是历史极为悠久的地台，其中山东的泰沂山系早在距今25-38亿年的太古代就已经形成。长期的风化作用使得华北平原上有着丰富的松散沉积物，为贮藏地下水提供了有利的地质条件。
地下水与地表水之间存在着密切的相互补给与排泄关系，亦即水力联系。在靠近江河、湖库等地表水体的地区，地下水常以潜水流的形式向这些水体汇集，成为地表径流的重要补给水源。特别在枯水季节，降水稀少，许多河流依靠地下水补给。但在洪水期，江河水位高于地下水位时，潜水流的水力梯度形成倒比降，河水向两岸松散沉积物中渗透，补给地下水。汛期一过，江河水位低落，贮存在河床两岸的地下水重又回归河流。上述现象称为地表径流的河岸调节，此种调节过程往往历经整个汛期，并具有周期性规律。通常距离河流越近，地下水位的变幅越大，河岸调节的作用越明显。在丘陵和低山区地下水含水层较厚的地区，如果隔水层的位置介于河流洪枯水位之间，地下水与地表河水间就存在间隔性水力联系，河流成为地下水的间隔性补给源；而在枯水期，地表水与地下水脱离接触，水力联系中断，此时，地下水仅在出露点以泉的形式出露地表。济水下游流经的地区，多为丘陵与低山区的边缘。在这样的情况下，济水的地表水与地下水之间也就存在着相互补给的关系。在古代的很长一段时间里——尤其是在商朝与西汉时期——华北平原的气候远比今日更为温暖湿润，当时的济水水量充沛，河水水位在洪水期应当可以对地下水进行补给。得到补给的地下水，又可以在某些出露点以泉的形式溢出地表。从这个角度而言，济水的“溢而为泉”有着水文学上的依据。
济南及其周边地区是济水流域地下水最为丰富的地区，这里的很多泉水非常著名。济南的地下水状况具备以上所提到的地下水的共性，又有着自身的一些特点，它是典型的承压水。
充满于两个稳定隔水层之间的含水层中具有承压水头的地下水称为承压水。承压含水层上部的隔水层称为隔水顶板，下部的隔水层称作隔水底板，隔水顶板与隔水底板之间的垂直距离称为承压含水层的厚度。当钻孔揭穿含水层顶板时，即可在钻孔中顶板底面见到水面，该水面的高程称为初见水位，受到静水压力的作用，钻孔中的初见水位会不断上升，直至升到水柱重力与静水压力相平衡，水位才会趋于稳定，此时的静止水位称为承压水位。承压水的形成主要取决于适宜的地质构造条件。适宜形成承压水的地质构造是向斜构造和单斜构造。承压盆地可以是大型复式构造，也可以是小型单一向斜构造。承压盆地可分为补给区、承压区和排泄区三部分。补给区一般在盆地边缘地形较高的部位，接受大气降水和地表水的补给。此处的地下水不具有承压性，为具有自由水面的潜水，水分循环交替强烈。承压区一般位于盆地的中部，为承压水的分布区，分布范围最大，水循环交替较弱。排泄区位于盆地边缘的地形低洼地段，在被河流切割的地方，地下水常以上升泉的形式出露地表。
济南市的南部为泰沂山系，在济南市区形成了向斜构造。济南南部的山地上，有许多易渗水的岩体和岩体裂缝，给泉水储水带来了便利条件。济南北部连接山前倾斜平原和黄河冲积平原交接带，所以整体地势南高北低，南部山区储存的承压水顺势北流。流到被济水切割的地方，这些承压的地下水便以上升泉的形式涌出地表，造就了济南的“泉城”。
综上所述，在济水流域分布有较多的泉水，济水确实是造就这些泉水的必要条件。古人所述的济水“溢而为泉”，是有着水文学与地质学道理的。
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