塔里木河流域位于中国西北极端干旱区,其地下水开采十分严重,常态化精准监测该地区地下水储量变化具有十分重要的生态意义。基于GRACE卫星和GLDAS水文模型反演塔里木河流域的地下水储量变化,并结合地下水井资料进行对比分析,提出“浅层+深层”地下水相结合的方法得到总地下水储量的变化。结果表明,GRACE卫星和GLDAS数据反演的水储量均呈现周期性波动;GRACE卫星和浅层地下水井估计的地下水储量结果相关性为0.79;浅层地下水在融合深层地下水井监测资料后所估计的地下水储量变化与GRACE反演的结果相关性为0.83,并表明浅层地下水变化是塔里木河流域地下水储量变化的主要原因。该研究方法提高了塔里木河流域地下水储量估计的精度,可为GRACE卫星在极端干旱区对地下水储量监测结果提供可靠的验证。