由于近年来气候变化和人类活动双重影响,导致黄河水沙锐减,对未来变化趋势作出可靠判断十分必要。本文以黄河流域为研究区域,采用黄河流域重要水文站潼关站的水沙实测资料、欧洲中期天气预报中心再分析数据集、不同气候变化路径的CO2排放浓度下全球气候模式数据等气象资料,利用基于多种机器学习特征筛选的统计模型方法,预测出潼关站未来十年、二十年、五十年的水沙年均值及变化趋势。（1）通过线性倾向估计、M-K趋势检验等方法分析潼关站的水沙变化趋势,在1950-2016年水沙整体均呈下降趋势。径流量的UFk值与UBk值在1993年相交且交点在临界线（5%置信区间）内,因此判断1993年是径流突变年份;输沙量的交点值在1996年但处于临界线以外,因此1996年有可能是突变年份。（2）采用机器学习的方法筛选出输入模型的预报因子,其中对径流影响较深的气候因子为地表气温、600h Pa位势、500h Pa径向风、700h Pa气温、300h Pa垂直风;与输沙量关系较密切的气候因子是地表气温、500h Pa比湿、晴空下大气顶部净太阳通量、晴空下表面净太阳通量、晴空下大气顶部净长波通量、晴空下表面净长波通量。（3）在RCP2.6情景下,潼关站未来10年、20年、50年的断面径流量为234.21亿m3、227.52亿m3、219.60亿m3,与2000—2016年平均径流量228.86亿m3相比,径流量增加了约2.3%、-0.5%、4.0%;同期的断面输沙量预测结果为2.68亿t、3.44亿t、5.72亿t,与2000—2016年平均输沙量2.48亿t相比增加了约7.9%、38.4%、130.2%,表明黄河流域“水少沙多”的形势依然是未来较长一个时期的主要特征。