Las sequías causadas por el escurrimiento son un problema ambiental importante en el contexto del cambio climático global, con profundos impactos en los ecosistemas, la agricultura y la gestión de recursos hídricos. Para evaluar el impacto del cambio climático futuro en la respuesta hidrológica de las cuencas, este estudio combina los modelos SWAT (Herramienta de Evaluación de Suelos y Agua) y MODFLOW (modelo de flujo de aguas subterráneas modular) para predecir cambios futuros en el escurrimiento y la sequía hidrológica en cuencas utilizando datos de dos escenarios bajo 15 modelos climáticos CMIP6. Los resultados muestran que: (1) Los valores de R y NSE del escurrimiento mensual en la estación Caizuzi en la cuenca del río Naoli son mayores a 0.60 en diferentes períodos; (2) el conjunto de modelos climáticos después de la selección puede mejorar efectivamente la precisión de la simulación del escurrimiento y reducir la incertidumbre de predicción de un solo modelo climático; (3) bajo diferentes escenarios, la temperatura generalmente aumenta, la precipitación aumenta y la evapotranspiración aumentó bajo el escenario SSP2-4.5 y disminuyó bajo el escenario SSP5-8.5; (4) el escurrimiento mostró una tendencia creciente bajo el escenario SSP2-4.5 y la tendencia opuesta bajo el escenario SSP5-8.5; (5) la frecuencia de sequías de escurrimiento invernal disminuyó en el período futuro, mientras que la frecuencia de sequías de primavera y verano aumentó, siendo la tendencia de cambio más pronunciada bajo el escenario SSP5-8.5; (6) comparado con el período base (1965-2014), bajo los escenarios SSP2-4.5 y SSP5-8.5, la temperatura media anual en la cuenca aumentó en 1.89 grados C y 3.22 grados C, respectivamente, y la precipitación anual aumentó en un 32% y un 36.19%, respectivamente, pero el escurrimiento de verano y otoño disminuyó; y (7) el análisis del modelo SRI-3 indica que las sequías hidrológicas se intensificarán significativamente bajo ambos escenarios de emisión futuros. Bajo el escenario SSP5-8.5, las sequías empeorarán antes y el cambio abrupto ocurrirá antes, mientras que bajo el escenario SSP2-4.5, aunque el cambio abrupto ocurrirá más tarde, la intensidad de la sequía será mayor. Los períodos críticos de transición de sequía son 2030-2047 (SSP5-8.5) y 2045-2055 (SSP2-4.5). Este estudio proporciona una base científica importante para la gestión adaptativa de recursos hídricos y estrategias de mitigación de sequías en cuencas de regiones frías bajo escenarios climáticos futuros.