本发明提供了一种考虑水文建模不确定性的径流变化归因方法，主要包括：步骤1，获取流域范围内长时间序列水文气象数据，通过趋势及变点检验将径流序列划分为流域天然基准期和人类活动影响期；步骤2，利用天然基准期流域水文气象资料，对多个水文模型进行参数率定和径流集合模拟效果检验；步骤3，保持步骤2中各水文模型参数和权重不变，将人类活动影响期的气象资料输入所选模型，对各模型模拟得到的天然径流序列进行加权组合；步骤4，根据各时期的实测径流与天然径流，定量评估气候变化和人类活动对径流变化的影响程度。本发明能够有效降低水文模型参数和结构的不确定性，提高径流模拟精度，进而提升基于水文模拟的径流变化归因分析方法的精准度和可靠性。