El cambio en el uso y la cobertura del suelo (LULC) es crucial para los ecosistemas de agua dulce, ya que afecta el escurrimiento superficial, el almacenamiento de agua subterránea y el transporte de sedimentos y nutrientes dentro de las áreas de cuenca. Componentes del ecosistema como los humedales, que pueden contribuir a la reducción de la contaminación del agua y al aumento de la recarga de agua subterránea, se ven alterados por las modificaciones de LULC. Este estudio evalúa cómo han cambiado los humedales en la Cuenca del Río Big Sunflower (BSRW) en los últimos años y cuantifica sus impactos en el caudal, la calidad del agua y el almacenamiento de agua subterránea utilizando la Herramienta de Evaluación de Suelos y Agua (SWAT). El modelo fue bien calibrado y validado antes de su aplicación. Nuestro estudio mostró que el aumento máximo en las áreas de humedales dentro de las subcuencas de interés fue del 26% de 2008 a 2020. Los cambios máximos en la reducción debido al aumento en las áreas de humedales se determinaron en un 2% para el caudal, un 37% para los sólidos suspendidos totales, un 13% para el fósforo total (TP), un 4% para el nitrógeno total (TN), y el aumento máximo en el almacenamiento de agua subterránea superficial fue de 90 mm de 2008 a 2020 solo en las subcuencas seleccionadas. Sin embargo, la parte central de la cuenca experimentó disminuciones promedio de los niveles de agua subterránea de hasta 176 mm por año debido a la extracción de agua para riego u otros usos. Este estudio también encontró que la restauración de 460 a 550 ha de humedales podría aumentar la reducción del caudal en un 20%, de sedimentos en un 25%, de TN en un 18% y de TP en un 12%. Este estudio destaca la importancia de la conservación de humedales para la mejora de la calidad del agua y la gestión de los recursos de agua subterránea.