【目的】揭示黄土塬区深剖面土壤水的氢氧同位素(δ²H、δ¹⁸O)分布特征。【方法】于2015年8月采用土芯钻探的方式以20 cm为采样间隔,在长武塬采取98 m（其地下水埋深为95 m）深剖面原状土样。根据测定的土壤水δ²H和δ¹⁸O值,将剖面分为浅层（0～10 m）、深层（10～84 m）、过渡层（84～95 m）和地下水层（95～98 m）4层,并采用经典统计学方法分析了整个剖面土壤水氢氧稳定同位素的变异特征。【结果】δ²H在浅层、深层、过渡层和地下水层的平均值分别为-78.6‰、-75.2‰、-74.6‰、-76.5‰,δ¹⁸O在相应4层的平均值分别为-10.9‰、-9.9‰、-10.2‰、10.4‰,δ²H和δ¹⁸O均在10 m以上的浅层最为贫化。δ²H在浅层、深层、过渡层和地下水层的标准差分别为11.8‰、2.6‰、1.4‰、1.2‰,δ¹⁸O在相应4层的标准差SD分别为1.6‰、0.5‰、0.3‰、0.3‰。δ²H和δ¹⁸O值在浅层波动较大,变异系数>10%,属于中等变异;而10 m以下相对稳定,变异系数Cv<10%,属于弱变异;变异系数随深度的增加而逐渐减小。δ²H和δ¹⁸O的标准差均随深度增加逐渐减小。【结论】对于以活塞流补给为主的深厚黄土高原地区,深层土壤水氢氧同位素在剖面的变异较小,因此,可利用氢氧同位素趋于稳定的上层土壤水代替深层土壤水来进行地下水补给的研究。