海洋型冰川是气候变化敏感的指示器,冰川的变化对周边地区水资源的供给及区域水文过程具有深刻的影响。研究海洋型冰川区的水文过程及冰川变化引起的水文效应,对流域水资源的可持续利用具有重要意义。本文以丽江-玉龙雪山地区为例,在分析流域水文特征及对气候、冰川变化响应的基础上,综合水化学、同位素、水文地质和模型模拟等方法,系统研究了海洋型冰川区典型流域的水化学演化机制、流域水文过程、地表水和地下水的补给等问题,得到以下主要结论：自1979年以来,本区气温显著升高,尤以冬季升温最快；同期年降水量呈微弱增长的态势,其中春、夏季表现为增加趋势,秋、冬季表现为减少趋势。1979～2006年漾弓江流域径流呈较显著的增长趋势,春季增幅最大。径流量的年内分配不均匀,汛期径流量占全年径流量的72.69%。地表径流量的增加是研究区地下水、降水变化和气温上升导致冰雪融水增加共同作用的结果。玉龙雪山周边典型小流域三束河、哥吉河和束河流域径流年内变化较小,在降水丰富的7～9月份流量有所增加,其他月份较为平稳,白水河流量年内变化显著,充分体现了降水和冰雪融水补给河流的变化特征。不同尺度流域的径流变化特征差异显著,而地下水流量也表现出明显的丰枯变化。通过分析不同海拔区天然水体的水化学特征及时空变化规律,系统研究了海洋型冰川流域的水化学演化机制。从高海拔到低海拔区域,天然水体表现出从中性向弱碱性递变的总趋势,水体中离子含量表现为递增的态势。雪坑的离子浓度有着较为显著的剖面垂直变化,其中春季雪坑可以反映春季亚洲地区大气环流中的粉尘含量高值,夏季强烈的淋溶作用破坏了雪层化学成分的原始记录。冰雪融水的水化学类型为HCO3--Ca,其离子组成的季节变化较小,但表现出随着海拔的降低离子含量增大的趋势。海洋源是积雪和冰雪融水中海盐离子的主要来源,人类活动对阴离子的贡献较多,局地源对碱土离子有重要贡献。河水和地下水表现为弱碱性,以HCO3--ca2+-Mg2+类型为主。河水中离子含量呈现出显著的时空变化,干季河水中离子含量高于雨季,河水中的离子总含量随着海拔高度的降低而增大,Ca2+、HCO3的优势性呈现出下降趋势。地下水的时空变化较小,但总体上与河水变化趋势一致。水体离子的主要来源是水岩相互作用,季风期降水对季风期河水有一定的贡献,人类活动的影响较小。白云岩和Mg2+含量较高的石灰岩风化是本区地表水和地下水中离子的主要贡献者。对玉龙雪山地区新雪、雪坑、河水和地下水中氧同位素的分析表明,不同水体中δ18O值的组成和季节变化差异较大。新雪δ18O季节变化显著,以西风期和季风期18O贫化、季风前富集为主要特征,不同季节δ180值的主控因子不同。雪坑δ18O的垂直分布表现出显著的季节差异,沉积后过程对季风前和季风期海洋型冰川区雪坑的δ18O分布有着显著的影响,季风期大量融水下渗导致18O重新分布。河水δ18O变化范围为-16.73%0～-11.12%o,地下水δ18O在-15.13‰～-14.20%0之间波动,基本无季节变化。对研究区各类水体δ18O值的对比分析表明,大气降水中δ18O值存在着明显的季节效应,冰雪融水δ180值的季节变化较小。河水和地下水δ188O值变化较小,且δ18O值较为接近,印证了西南岩溶地区地表水与地下水的频繁的相互转换和快速的相互补给特点。不同水体的稳定同位素比率关系表明,丽江地区地下水的补给来源以高海拔区域(>2700m)大气降水和冰雪融水为主。高海拔区大气降水和玉龙雪山冰雪消融产生的融水是雪山周边河水的主要补给来源,流域内无冰川分布的河流主要以地下水补给为主首次利用同位素方法定量评估了典型流域雨季冰雪融水和大气降水对地表径流的贡献。典型海洋型冰川流域—白水河流域的冰雪融水、大气降水、河水和地下水中δ18O值存在显著的差异,其中大气降水中δ18O值季节效应最为显著。以氧同位素为示踪剂,建立白水河流域河水的二元径流分割模型,估算了6～9月份河水中大气降水和冰雪融水的贡献率。模拟结果表明,6～9月冰雪融水对白水河径流的贡献率为53.4%,降水对河水的贡献为46.6%。6～9月,白水河河水中融水所占比例呈现出增大的趋势。不确定性分析表明,测试方法导致的不确定性远小于示踪剂本身的时空变化产生的误差。其中,降水氧同位素组成的不确定性(Wp)高于总不确定性的80%,表明模型结果的不确定性主要是由降水示踪剂的时空变化导致的。此外,河水水源的同位素组成差值增大时,二元分割模型的不确定性减小。因此,应用环境同位素进行径流分割时,应尽可能考虑水源中同位素的时空变化及其各水源之间同位素含量的差值导致的误差。