顾慰祖主编的《同位素水文学》试图从阐述同位素水文学的基础理论开始，重点讨论同位素在各类水体特别是地下水中的基本现象、特征、演化和应用，讨论同位素在水文学基础研究中的应用，讨论生态水文系统，讨论在环境方面的有关应用，也讨论在各类水体中同位素的采样方法以及各类同位素的实验室测定方法。
顾慰祖主编的《同位素水文学》论述了同位素水文学的原理和应用，讨论了从降水到地面和地下各种水体的同位素特征，同位素和核方法在水资源、水环境、水文基础、土壤侵蚀及地震等领域的应用，以及水中同位素的测定方法和采样方法等。
全书26章，大体分为6部分。第一部分，基本理论，1～6章：讨论同位素水文学的学科特点和研究方法；原子核衰变和原子核反应；稳定同位素质量相关分馏和质量不相关分馏；陆地水中核素的各种成因；从海水到降水的氢、氧稳定同位素基本关系、演化和分异。第二部分，水体中同位素特征和应用，7～17章：降水同位素特征；河、湖中同位素分布和平衡；地下水补给、地下水污染、地下水测年的多种同位素研究方法及实例；矿区地下水特征和突水的同位素分析；卤水、盐湖水、地热水同位素特征和分馏及水同位素地温计；水文地质应用方法等。第三部分，生态同位素研究，18章：讨论淡水水文系统天然和人为有机物的稳定同位素示踪。第四部分，同位素环境应用，19～20章：土壤侵蚀同位素研究；地震前兆与地下水同位素异常。第五部分，同位素水文基础应用，21～23章：水文测验核方法；同位素水文实验等。第六部分，水中同位素分析和测定方法，24～26章：质谱学原理和稳定同位素质谱分析方法；水中氚、碳、惰性气体同位素和氯氟烃测定方法；同位素水文研究野外采样方法。
《同位素水文学》可作为高等院校本科生和研究生的教材，也可供教学、研究及同位素实验室相关人员参考应用。
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