蒸发是引起水体氢氧稳定同位素分馏的主要原因之一,研究蒸发过程中的氢氧稳定同位素分馏有助于深入了解水文循环过程。通过一系列控制温湿度的室内水面蒸发与非饱和土柱蒸发试验,分析了温度与湿度分别影响下的水面蒸发试验剩余水比例f处于0.5左右时的稳定同位素分馏结果,并与理论模拟结果进行比较;探究了非饱和土柱在蒸发过程中地下水与剖面土壤水的δD、δ18O变化,从包气带岩性、剖面含水率变化以及剖面土壤盐分变化等方面分析了蒸发过程中氢氧稳定同位素分馏的影响因素。得出以下主要结论:（1）自由水面蒸发过程中,当剩余水比例为0.5左右时,δD、δ18O均与剩余水比例f呈线性关系,而且当蒸发处于同一湿度（温度）环境时,温度（湿度）越高（低）,δD（‰）、δ18O（‰）随f变化越快,蒸发线的斜率也越低,氘剩余d值越小。理论模拟结果表明同一蒸发环境下动力分馏模拟结果与实测结果较平衡模拟更接近,更能够反映实际蒸发过程中的同位素分馏程度。（2）无论在何种蒸发环境下,无论蒸发量大小,纯土土柱与含60%砂土柱的地下水中的氢氧稳定同位素组成都处于稳定状态,几乎无变化。土柱剖面土壤水的δD-δ18O拟合线斜率均小于大气降水线斜率,而且随着蒸发的进行越来越小。（3）纯土与含60%砂土柱剖面含水率整体均随深度呈逐渐增大的趋势,但蒸发过程中纯土土柱的剖面含水率均大于原始含水率,含60%砂土柱仅在土柱深部含水率大于原始含水率。土柱剖面上δD、δ18O以及氘剩余d值的分布与含水率分布具有很强的相关性。土壤蒸发过程中氢氧稳定同位素的分布与水分运动关系密切,蒸发过程中同位素分馏主要发生水分子离开水体进入大气的过程中,其余位置均不发生明显的同位素分馏现象,且相同条件下土壤孔隙越小,发生同位素分馏的位置距离地表越近。（4）纯土土柱蒸发过程中以及蒸发结束后土柱剖面土壤p H值均大于蒸发前黄土p H值,呈强碱性。土柱表层土壤浸出液的TDS随着蒸发的进行越来越大,随着深度的增加TDS越来越小。K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Cl-、NO3-、SO42-等7类离子由于蒸发过程中水分的运动在土壤表层富集,在土柱内部变化平缓。CO32-与HCO3-未出现表层富集的情况,而是在距土柱表面3～5cm处达到最大值,且在土柱内部存在波动现象。根据相关性分析结果,蒸发过程中土壤水的离子浓度变化对土柱内部同位素分馏虽然起到促进作用但是影响并不大。