水中的氢氧稳定同位素(δ18O和δ2H)是研究水文循环过程的重要工具。云贵高原位于我国西南部,是湖泊分布较为集中的地区之一,湖泊在局地水文循环与气候变化中起重要作用。湖水同位素受入湖水体同位素,湖水蒸发过程与湖水出流状况等因素的影响。因此可利用湖水同位素研究流域内各水体相互作用以及模拟湖水的水量平衡。本文以云贵高原蓄水量最大、湖水最深的抚仙湖为研究对象,通过在流域内开展大气水汽、大气降水、湖水、河水与地下水等水体稳定同位素综合监测,对该流域同位素水量平衡进行了研究。我们建立了抚仙湖同位素水量平衡模型,根据实测同位素数据与气象数据确定模型的初始参数,模拟了湖水双同位素的演化过程。在当前气象与水文条件下,模拟结果与实测结果相一致,表明该模型对高原深水湖泊模拟的可行性。通过对模型的敏感性测试表明,抚仙湖湖水同位素对局地相对湿度以及E/I比的变化较为敏感,对湖水水温的变化不敏感。又进行了局地相对湿度与E/I比对湖水同位素综合影响的分析,表明局地相对湿度与E/I比对湖水同位素的控制作用,解决了气候变化以及流域内水文过程变化如何影响湖水同位素这一问题,阐述了实测大气水汽同位素对模型模拟的重要性。这项工作为更好地理解湖泊沉积物中同位素的记录提供了理论依据,对揭示水文循环过程有重要意义。同时我们设计并改进了一套适用于我国西南地区的大气水汽同位素样品收集装置,并用该装置连续收集了抚仙湖流域大气水汽同位素样品。对该流域大气水汽同位素的变化特征、局地影响要素、与降水同位素的关系以及大尺度水汽来源等方面进行了研究。发现季风期大气水汽δ18O较低,非季风期大气水汽δ18O较高。大气水汽d‐excess全年波动,但未表现出明显的季节性。各局地气象要素对大气水汽δ18O与d‐excess的影响不同。大气水汽δ18O主要受局地相对湿度、风速、降水量和气压影响,而d‐excess则体现出与温度负相关,与气压正相关的关系。对比同期大气水汽与大气降水同位素,发现抚仙湖流域湿季大气水汽和大气降水接近平衡状态,而干季由于的动力分馏的影响,大气水汽和大气降水的同位素处于非平衡状态,建立了局地降水线LMWL与局地水汽线LMVL。揭示了不同水汽来源、水汽输送路径和对流过程也会影响大气水汽δ18O。湿季水汽主要来源于孟加拉湾、阿拉伯海、南海以及西太平洋等海域,大气水汽和降水相对贫化δ18O;干季水汽主要来源于局地水文循环,并且受西风带大陆性气团的影响,大气水汽和降水相对富集δ18O。