针对同位素水文中经常应用的瑞利分馏模型因建立在假定静止水体中的稳定同位素充分混合的基础上，而没有考虑水体同位素组成的垂向差别，从而与自然界的实际过程不甚吻合的缺憾，利用微元分析方法结合质量守恒定律、fick扩散定律、瑞利分馏原理，在考虑水体的稳定同位素组成的垂向差别，以及此差别引起的扩散作用的前提下，重新推导了静止水体在仅受蒸发作用下的同位素组成的微分方程模型，给出了其微分方程与相应的定解条件，并指出了模型应用中分层取样应注意的问题.该模型的建立使定量分析湖泊等水体的同位素组成有了更为精细的数学基础.