پایش و پیش‌بینی خشکسالی هیدرولوژیک و تعیین دقیق زمان شروع و تداوم آن، اهمیت ویژه‌ای در مدیریت منابع آبی و برنامه‌ریزی جهت کاهش اثرات مخرب خشکسالی دارد. در پژوهش حاضر خصوصیات خشکسالی هیدرولوژیک در سری‌های زمانی دبی روزانه ۲۰ ایستگاه هیدرومتری در استان گلستان مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در این تحقیق، شروع و پایان دوره‌های کم‌آبی و پرآبی، میانگین دبی، دبی مؤثر و حد آستانه محاسبه و سپس تعداد دنباله‌ها در توالی وقوع دوره‌های کم‌آبی و پرآبی در دوره‌های ۱ تا ۳۰ ماهه مشخص گردید. براساس نتایج استفاده از روش تحلیل تابع توانی (Power Laws Analysis)، الگوهای شدت و تداوم دوره‌های ماهانه خشکسالی هیدرولوژیک مشخص شد. نتایج نشان داد که بین شدت وقوع و تداوم رابطه عکس وجود دارد. بیش‌ترین مقدار شیب دوره کم‌آبی در ایستگاه نوده (۲۶/۰-) مشاهده شده در حالی‌که ایستگاه رامیان با شیب خط (۲۸/۰-) بیش‌ترین شدت دوره پرآبی را در بین ایستگاه‌های منطقه مورد مطالعه تجربه نموده است. به‌عبارتی در ایستگاه نوده، وقوع کم‌آبی و در ایستگاه رامیان، وقوع پرآبی دارای رژیم پایدارتری است. هم‌چنین، بیش‌ترین تداوم در دوره‌های‌ کم‌آبی و پرآبی مربوط به ایستگاه‌های آق‌قلا (۸۹/۳۲) و بصیرآباد (۲۹/۱۶) در پایین‌دست رودخانه بوده که بیانگر متوسط تداوم با حداکثر احتمال وقوع در ایستگاه‌های مذکور است. نزدیکی پراکندگی نقاط به خط مستقیم و خطوط نزدیک یا موازی بدون تقاطع نشان داد که دوره‌های پرآبی و کم‌آبی در حوزه آبخیز گرگانرود دارای یک رژیم همگن بوده و تغییرات زمانی در آن‌ها چندان قابل ملاحظه نیست. تحلیل دوره‌های کم‌آبی و پرآبی با استفاده از روش تحلیل تابع توانی (Power Laws Analysis) در ایستگاه‌های مختلف حوزه گرگانرود، امکان تعیین رژیم دبی جریان، شدت و تداوم دوره‌های کم‌آبی و پرآبی را فراهم نموده است.