以青藏高原为主体的“第三极”地区，由于其独特的地理条件，是对气候变化响应最为敏感的地区之一。由于气候变暖，青藏高原地区降水、冰川、湖泊、河流之间的动态变化会深刻影响生态环境以及人类的生产生活。因此，青藏高原地区水循环及水资源变化是国际社会关注的热点问题，特别是被称为“巴基斯坦水塔”的印度河上游流域(Upper Indus Basin，UIB)。该流域位于青藏高原西北部，地跨兴都库什-喀喇昆仑-喜马拉雅(HKH)三大山脉，发育有世界上最多中纬度冰川。由于受西风与季风的共同作用，有着独特的气候特征:径流主要由冰川、积雪融水补给，且喀喇昆仑中部的多条冰川呈稳定甚至前进的趋势，异于全球状态，被称为“喀喇昆仑异常”。独特的气候格局和异常的冰川变化使得该区域水循环过程尤为复杂，因此开展该地区的水循环过程研究十分必要。稳定同位素有着良好的示踪作用，其分馏过程常贯穿于水循环的各个阶段。被称为气候与水循环的“指纹”。这也为资料稀缺的UIB地区的水文过程研究提供了一种行之有效的方法。本研究选取UIB地区Bagrot山谷为研究区，通过开展降水、河水、冰雪融水等多相态水体稳定同位素(δ18O、δD)观测，结合气象、水文数据、HYSPLIT后向轨迹追踪模型并且运用径流分割模型，初步研究了印度河上游稳定同位素地表水文过程，主要得到了以下结论:　　(1)Bagrot山谷降水δ18O与δD季节变化明显，秋冬季较低，春夏季较高，并存在明显温度效应，而降水量效应不明显，与青藏高原西部其它地区结果类似。且春夏季由于“洗脱效应”，连续降水事件会造成δ18O不断贫化。　　(2)通过建立Bagrot山谷局地大气水线，发现其截距和斜率均小于全球大气水线，这反映了研究区较为干旱的气候环境以及降水过程中强烈云下二次蒸发作用。不同的降水形态导致该研究区的局地大气水线的斜率和截距不同。特别的是，通过对不同的降水形态（降雨、降雪）大气水线研究发现，不同的降水形态会导致该研究区的局地大气水线的斜率和截距不同。降雨事件受到的二次蒸发相对较强，使得局地大气水线的斜率和截距明显偏低;而降雪事件发生时，由于环境温度较低，受再循环水汽和二次蒸发的影响较小，导致其局地大气水线的斜率和截距偏高。通过与研究区周边地区局地大气水线对比发现，从南到北，其斜率大小基本相同，而其截距随着纬度的升高呈变低的趋势（狮泉河站点除外），这可能是由于随纬度升高，受海洋性水汽影响越小，受云下二次蒸发影响越大造成的。根据降水稳定同位素数据及HYSPLIT模型模拟结果表明:研究区全年主要受西风环流以及局地环流的影响，不同水汽来源的转换会引起降水稳定同位素的变化。但是，与研究区以北的临近站点（慕士塔格、和田等）相比有所不同，由于Bagrot山谷位置更靠南，其仍然偶尔受到来自南方的海洋性水汽影响。　　(3)Bagrot山谷河水δ18O与δD的季节变化明显，春夏季较低，秋冬季较高，与降水δ18O与δD的变化显著不同，反映了降水并不是河水的主要补给来源。受海拔差异与蒸发的作用，冰川末端相比于山谷出口河水δ18O值明显偏低，而补给来源的多样化则造成山谷出口δ18O波动范围高于冰川末端。　　(4)通过冰川末端和山谷出口两个采样点数据建立Bagrot山谷河水水线，并分别建立冰川末端和山谷出口的河水水线，对比局地大气水线，发现河水水线斜率和截距明显低于降水水线，并且河水同位素的值几乎全部位于局地大气降水线的左下方，并且河水具有较高的d值，推测Bagrot山谷河水主要受冰雪融水补给。山谷出口河水水线斜率和截距低于冰川末端说明下游受蒸发影响更大。且利用同位素径流分割模型，粗略估计了2016年3月-7月冰雪融水对于冰川末端和山谷出口处径流的贡献率，分别为93％和83％，表明冰川融水是河水最主要的补给来源。　　(5)通过对Gharko冰川冰雪融水不同海拔处的采样与分析，发现其δ18O随海拔的升高而升高，这可能是高海拔地区与低海拔地区冰川以及积雪的消融强度不同造成的。