El escurrimiento superficial es un componente importante del ciclo hidrológico y es esencial para apoyar los servicios ecosistémicos proporcionados por los ecosistemas de praderas y bosques. Es de gran importancia práctica entender los mecanismos y los procesos dinámicos del escurrimiento en la cuenca de un río, y en este estudio nos centramos en la cuenca montañosa restaurada de Pailugou en las Montañas Qilian, en la provincia de Gansu, China, ya que su estado hídrico es extremadamente importante para la gran área árida y las economías locales. Nuestro propósito fue determinar la variación anual del escurrimiento superficial en la cuenca de Pailugou porque es importante entender la influencia de las fluctuaciones climáticas en los recursos hídricos superficiales y la economía de la cuenca. Además, se sabe poco sobre las variaciones anuales en la precipitación y el escurrimiento en esta región del mundo. Se analizaron datos diarios de precipitación atmosférica, temperatura del aire y escurrimiento desde 2000 hasta 2019 mediante el cálculo de la distribución anual desigual del escurrimiento superficial, el cálculo del coeficiente de ajuste completo y la acumulación vectorial expresada por el grado de concentración. También utilizamos el enfoque de anomalía acumulativa para determinar la tendencia de variación interanual del escurrimiento, mientras que la tendencia de cambio se cuantificó mediante el método de media móvil. Finalmente, utilizamos el método de prueba de mutación de Mann-Kendall y el análisis de regresión para establecer la tendencia de series temporales para la precipitación y el escurrimiento y para determinar el período de cambios abruptos en el escurrimiento. Los resultados indicaron distribuciones concentradas y positivas del escurrimiento superficial de manera anual, con un pequeño grado de dispersión y una concentración explícita de flujos extremos. Los rangos de variación relativa mostraron una tendencia a la disminución, y la distribución del escurrimiento superficial se volvió gradualmente uniforme a lo largo del año. El escurrimiento fue más alto de julio a septiembre (85% del total anual). También determinamos que el escurrimiento superficial anual en la cuenca fluctuó durante el período de 20 años, pero mostró una tendencia general al aumento, incrementándose en 3.94 x 10^5 m3, con una tasa de aumento promedio de 0.42 x 10^5 m3 cada diez años. De 2005 a 2014, el escurrimiento anual y la proporción de escurrimiento en la temporada de inundaciones (de julio a septiembre) fluctuaron considerablemente. La correlación entre el escurrimiento y la precipitación fue significativa (r = 0.839, p < 0.05), mientras que la correlación entre la temperatura del aire y el escurrimiento superficial fue baja (r = 0.421, p < 0.05).