با توجه به بحران کمبود آب، گرمایش جهانی و همچنین خسارات گزاف خشکسالی، اهمیت پایش خشکسالی پرواضح است. در این پژوهش با محاسبه سه شاخص خشکسالی بارش استاندارد (spi)، رواناب استاندارد (sri) و منبع آب زیرزمینی (gri) در محدوده مطالعاتی بیلوردی-دوزدوزان، در دوره آماری 76-1375 الی 92-1391، به بررسی اثر خشکسالی بر نوسانات هیدرولوژیکی پرداخته شد. جهت تبیین ارتباط بین خشکسالی های هواشناختی و هیدرولوژیکی از ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد. نتایج نشان داد که خشکسالی هواشناختی در یک دوره 6 ماهه منجر به کاهش جریان آب سحطی در هر یک از دشت ها و همچنین در یک دوره 9 ماهه موجب کاهش جریان سطحی خروجی از محدوده بیلوردی- دوزدوزان شده است. در دو دشت بیلوردی و دوزدوزان، شاخص gri با شاخص خشکسالی هواشناختی spi48 ارتباط معنی داری (در سطح 99%) از خود نشان داد. در بررسی ارتباط خشکسالی هواشناختی و آب زیرزمینی، عمق آب زیرزمینی از سطح زمین و عمق چاه ها تأثیر بسیاری داشت. همچنین نتایج این پژوهش نشان داد که شاخص gri با شاخص sri در مقیاس زمانی 24، 12 و 48 ماهه به ترتیب در دشت های دوزدوزان، مهربان و بیلوردی دارای بیشترین میزان همبستگی در سطح 99 درصد بوده است و جریان آب سطحی از عوامل مهم در تغذیه آبخوان محدوده بیلوردی- دوزدوزان می باشد.