水循环过程中伴随着稳定同位素的分馏作用,通过研究其组成可以进一步了解水循环过程以及陆气之间的相互作用。在干旱地区,雨滴从云底降至地面的过程中,会因云下二次蒸发效应,使得降水中的~2H和18O比率产生变化,明确这一变化对研究局地水循环和生态水文过程都有着重大的意义。石羊河流域降水稀少,蒸发旺盛,云下二次蒸发显著。为深入理解石羊河流域水循环,本文基于2018年1月至2019年10月,11个地面采样点的670个降水稳定同位素数据和同期实测气象数据,以及研究区附近11个高空站点的探空气象数据,结合改进后的Stewart模型,采用分层假设的方法对石羊河流域降水过程中的蒸发效应进行定量计算,并对其影响因素进行分析。研究表明:（1）石羊河流域各采样点的降水云下二次蒸发效应在垂直方向上总体表现出较为一致的变化趋势,云下二次蒸发在850-700 h Pa这一层次上最强,地面-850h Pa由于雨滴降落距离较短,700 h Pa以上由于海拔较高温度较低,云下二次蒸发效应较弱。（2）石羊河流域雨滴蒸发剩余比具有明显的季节变化和空间差异。雨滴蒸发剩余比在5月份最小,随后逐渐增大,总体表现为春、夏季的雨滴蒸发剩余比较秋、冬季小,即春、夏季雨滴损失量较大,说明研究区春、夏季云下二次蒸发效应较秋、冬季强烈。此外,各月份的雨滴蒸发剩余比均呈现中下游地区较上游地区小的现象,表明中下游地区的云下二次蒸发效应较上游地区强烈。（3）云层底部雨滴中δ18O与降落至地面雨滴中δ18O的变化量(Δδ18O)、云层底部雨滴中δ~2H与降落至地面雨滴中δ~2H的变化量（Δδ~2H）和云层底部雨滴过量氘与降落至地面雨滴过量氘的变化量（Δd）也具有显著的时空差异,Δδ18O和Δδ~2H的变化趋势类似,即均表现为5月前递增,之后逐渐减小的趋势。总体来看,Δδ18O和Δδ~2H在春、夏季较大,秋、冬季较小,Δd则相反,说明降水稳定同位素组成在春、夏季受云下二次蒸发影响较大。同时,Δδ18O和Δδ~2H均表现出中下游地区较上游地区大的特征,Δd较上游地区小,表明中下游地区受到更为显著的云下二次蒸发效应影响。（4）δ18O和δ~2H随温度升高而不断增大,随降水量的增加而减小,随雨滴直径的增加而增大。过量氘（d-excess）、大气水线的斜率和截距随气温升高而降低,随降水量、相对湿度和雨滴直径的增加而增大,其中当气温在10～20℃时,d-excess、大气水线的斜率和截距最小,表明较高的温度、较小的降水量和雨滴直径以及较低的相对湿度有利于云下二次蒸发效应的产生。（5）雨滴蒸发剩余比与Δd具有较好的相关性,但要达到约1‰/%的线性关系,雨滴蒸发剩余比需达到90%,甚至更高,而当雨滴蒸发剩余比低于40%时,二者的线性关系减弱,甚至出现严重偏离线性关系的现象,说明当雨滴经历较强的蒸发作用时,雨滴损失量较大,此时线性关系不一定成立。这一线性关系随气温升高而逐渐减弱,随相对湿度、降水量、雨滴直径的增大而逐渐增强。（6）Δδ18O、Δδ~2H和Δd敏感性分析结果表明,如果石羊河流域采样点的气温每升高2℃,Δδ18O、Δδ~2H的升幅分别为0.01‰～2.94‰,0.03‰～7.50‰,Δd则降低0.02‰～6.79‰;相对湿度每增加5%,Δδ18O、Δδ~2H的降幅分别为0.08‰～11.16‰,0.14‰～27.30‰,Δd则上升0.06‰～29.71‰;降水强度每增加10%,Δδ18O、Δδ~2H的降幅分别为0.01‰～9.82‰,0.03‰～7.50‰,Δd则升高0.02‰～6.22‰;当雨滴直径在1.5 mm以上时,Δδ18O、Δδ~2H和Δd基本趋于稳定。