一种北方岩溶大泉保护与水质演化模拟装置包括供水装置、渗流装置和泉水控制装置。所述渗流柱为模拟单斜构造倾斜放置的圆柱体筒状结构,所述渗流柱的封闭端设置有出水口,所述出口处设置有泉水控制装置。所述渗流柱内填充有寒武纪—奥陶纪石灰岩渗流介质,所述渗流柱的侧壁上设置有若干个测压口和取水口,所述的各测压口上均连接有测压管,且所述个测压管上均设置有阀门,所述的各取水口上均设置有流量计和阀门。所述供水装置包括含水层越流补给装置和雨水补给装置;所述渗流柱的上端侧壁上设置有溢流口,且所述溢流口通过管道与溢流瓶相连。通过模拟北方岩溶大泉水质演化过程,探究岩溶大泉水质演化规律,为制定泉水保护措施提供科学依据。