黄河流域是我国目前主要的煤炭经济可采量和产能聚集地。了解和掌握黄河流域水资源及其变化不仅是推进黄河流域水资源节约集约利用的前提，更是开展黄河流域煤炭矿区生态保护与高质量发展的基础。相较于传统地面水资源监测手段受限于监测点分布和数目的影响，GRACE重力卫星为中长尺度陆地水储量时空变化研究提供一种新的途径。利用GRACE重力卫星数据，开展2002年4月到2017年6月黄河流域水储量变化的时空变化研究。利用纬圈长度加权平均，计算黄河上中下游水储量变化均值，发现黄河不同流段表现不同的变化趋势，且反映出2003年黄河流域水资源变化受到洪水等因素影响。进一步通过箱形图分析黄河流域上中下游水储量的月平均变化规律，反映该流域“冬干春旱，夏秋多雨”的气候特点与水储量变化的密切关系。采用时间序列分解方法分析整个黄河流域水储量变化的趋势、年周期及半年周期等特征。结果表明，黄河流域水储量变化存在随经度由西向东递减趋势越来越明显的现象，其中黄河上游源头附近区域的水储量变化呈微弱的增长趋势；黄河流域水储量变化年周期和半年周期振幅存在明显区域差异，这与高山融雪、降水量的季节性差别及区域气候环境密切相关。了解和掌握上述黄河流域水储量时空变化，可为流域矿区的生态保护与可持续发展提供基础数据与参考。