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水循环是水资源可持续利用的物质基础,利用氢氧稳定同位素技术研究参与水循环过程的不同水体中氢氧同位素的组成特征及影响因素,可以更好的了解流域水循环规律,进而为水资源合理开发利用与保护提供重要依据。本文以陕西黑河流域汇水区作为研究区,于2014年8月～2015年8月一个完整年内采集了流域内大气降水、河水、地下水、植物、土壤等样品。首先,利用液态水同位素分析仪LGR(IWA-45EP)对样品中氢氧同位素进行测定,其中先利用LI-2000植物-土壤抽提系统提取出植物、土壤样品中的水分。其次,结合流域气象数据资料,对流域水循环过程中不同水体氢氧同位素组成特征及影响因素进行了分析。最后,对流域不同水体之间转化关系、补给比例进行了研究。研究结果如下：(1)流域大气降水稳定氢氧同位素组成具有春冬高、夏秋低的特点。区域大气降水线方程的截距、斜率较全球大气降水线方程略有偏低。在全年变化范围内,陕西黑河流域大气降水中618O与降水量表现出负相关关系,而与温度不存在相关关系。在季节变化上,夏季降水量效应显著,温度效应仍不存在。此外,流域大气降水氢氧同位素随海拔高度升高而不断贫化,存在高程效应。氘过量参数呈现秋冬高、夏季低的特点。流域降水线与全球大气降水线的差异与流域降水过程中受到云底二次蒸发作用的影响有关。流域内温度效应、降水量效应之所以不显著主要与黑河流域处于秦岭这一南北分界线附近和我国东部季风区过渡带有关。氘过量参数的变化与流域降水受季风的影响等密切相关。(2)流域河水、地下水中δD、δ18O变化范围波动较小,较大气降水氢氧同位素稳定。在季节变化上,河水δD、δ18O值由高到低为：夏季>春季>冬季>秋季,地下水与河水变化一致。河水、地下水氢氧同位素线性关系方程与区域大气降水线方程相比较,截距与斜率均偏低。此外,在夏季流域河水氢氧同位素表现出高程效应,垂直递减率为-0.15%o/100m。河水氘过量参数具有夏秋低、冬季高的特点；地下水氘过量参数具有秋季低,冬季高,春夏季变化较小的特点。造成流域内河水、地下水中氢氧同位素变化存在季节差异的原因是不同季节气象要素及所受补给来源的不同。河水、地下水氢氧同位素线性关系方程与区域大气降水线的差异是由水体蒸发作用造成的。(3)流域土壤水中δD、δ18O平均值随海拔高度的升高呈现出不断贫化的趋势；在同一海拔高度下,随土层深度的增加,土壤水氢氧同位素具有贫化的趋势。土壤水δD、δ18O值变化幅度较大。季节变化上,随土层深度的增加,夏季土壤水δ18O由土壤表层到20cm处先逐渐增大而后贫化；冬季则随深度的增加逐渐贫化；春季、秋季规律不明显。土壤水氘过量参数与大气降水、河水、地下水等大有不同,整体偏负、变化幅度大。流域内土壤表层受环境因素影响较大,土壤蒸发产生了同位素分馏效应使得土壤水中δD、δ18O的变化幅度较大。植物水氢氧同位素在季节变化上秋季最低,夏季最大,冬季和春季氢氧同位素值介于两者之间且变化幅度较小。在海拔高变化上,随着海拔高度的升高,植物水中氢氧同位素值并没有明显变化。植物水氘过量参数与土壤水较为相似,整体上偏负,具有夏季低,秋冬季节高的特点。(4)不同水体氢氧稳定同位素的组成特征表明流域内水体主要补给来源有所不同。利用二元线性混合模型,以18O作为示踪剂,计算大气降水与地下水对河水的补给比例,结果表明流域河水在夏季、秋季主要受降水补给,补给比例分别为66.00%、66.67%；春季、冬季河水主要受地下水补给,补给比例分别为73.97%、88.95%。流域内降水多集中在夏季、秋季,因而降水为夏秋季河水的主要补给来源；春季、冬季流域内降水较少,河水主要由地下水补给。对植物水、土壤水的水分来源进行分析,结果表明陈河站点植物水受大气降水、土壤水补给的比例分别为43.54%、56.46%；云龙沟站点植物水受大气降水、土壤水补给的比例分别为45.91%、54.09%。两站点大气降水与土壤水补给比例相差不大,草本植物水分主要来源于土壤水。在春季、夏季、秋季、冬季时,大气降水对土壤水的补给比例分别为66.85%、88.86%、68.70%、63.86%；地下水对土壤水的补给比例分别为33.15%、11.14%、31.30%、36.14%。流域内土壤水主要由大气降水补给,因流域土壤多覆盖较浅,故受大气降水的补给更为直接。