利用南水北调西线一期工程引水区和黄河上游地区近40年的径流量、降水、气温资料，分析了各个流域径流量、降水、气温的年代际变化、周期，以及变化的原因。结果表明：南水北调西线一期工程引水区3个流域径流量的变化大体相似，经历了3个主要变化阶段，存在2～6年的周期。降水量变化幅度不是很大。降水量和径流量的变化趋势很一致，二者相关系数均达到0.80以上。温度表现出明显波动升高的趋势。黄河上游地区的径流量大体经历了4个变化阶段，存在2～8年的周期，有很明显波动减小的趋势。降水总体表现为没有大幅度的变化，流量和降水的相关系数在0.69以上。气温总体表现为波动变暖的趋势。两区的河流均以降水补给为主。黄河上游地区自1990年以后径流量明显减小，尤以黄河唐乃亥到兰州段之间最为严重，这可能与人为影响和温度升高蒸散量变大有很大的关系，所以南水北调西线引水工程是很有必要的。