La calidad del agua de los ríos puede verse afectada por una variedad de factores, incluyendo fuentes de contaminación puntuales y no puntuales. De estos factores, los cambios en el uso del suelo y la cobertura del suelo son particularmente significativos, ya que pueden alterar la estructura del paisaje y, en consecuencia, impactar la calidad del agua en los ríos. Para investigar la relación entre las formas de los parches, una medida de la estructura del paisaje, y la calidad del agua de los ríos a escala de cuenca, este estudio utilizó datos espaciales de 39 cuencas en la cuenca sur del Mar Caspio. Este estudio empleó modelado de regresión multivariante por pasos para explorar cómo los cambios en la estructura del paisaje, que pueden medirse mediante métricas del paisaje, incluyendo el índice de forma, el índice de contigüidad, el índice de dimensión fractal, la relación perímetro-área y el círculo circunscrito relacionado, impactan las variables de calidad del agua. Se evaluaron cuatro modelos de regresión: lineales, exponenciales, logarítmicos y de potencia, y se determinó el modelo más apropiado para cada variable de calidad del agua utilizando el criterio de información de Akaike. Para validar los modelos, se emplearon tres grupos de métricas de precisión, y se utilizó la simulación de Monte Carlo para analizar el comportamiento de los modelos. Este estudio encontró que las métricas de la estructura del paisaje podrían explicar hasta el 71% y el 82% de las variaciones en las medidas de TDS y Mg, respectivamente, y el índice de forma, el índice de contigüidad y la métrica fractal fueron particularmente significativos en la predicción de la calidad del agua. Además, este estudio verificó la precisión de los modelos y reveló que los cambios en la estructura del paisaje, como una disminución en la continuidad de los parches y un aumento en la complejidad de los parches, pueden impactar la calidad del agua de los ríos. Los hallazgos de este estudio sugieren optimizar las métricas de la estructura del paisaje en la planificación del uso del suelo para reducir la contaminación de los ríos y mejorar la calidad del agua.