本发明公开了一种梯级水库运行规则提取及其模型训练方法，属于水利技术领域。本发明方法首先收集梯级水库的历史运行数据、流域网格实测降水数据和流域网格预报降水数据，建立水文模型并确定源头水库入库流量预报和子区间网格降水预报的有效预见期；再利用所述有效预见期内各个时段的源头水库入库预报流量和子区间网格预报降水，构建不同有效预见期下的输入因子集；耦合ConvLSTM和LSTM，构建关联水文气象时空信息的梯级水库运行规则提取模型；最后利用输入因子集训练得到最优梯级水库运行规则提取模型。通过对比实验可知，本发明方法构建的梯级水库运行规则提取模型能更为准确地模拟各水库不同时期的出库流量变化过程。