طی چند دهه گذشته، شیوه‌های مدیریتی متعددی با هدف مدیریت حجم و بار آلایندگی زه‎آب در اراضی کشاورزی معرفی و مورد بررسی قرار گرفته‌اند که زهکشی زیرزمینی کنترل‌شده ( CTD) یکی از این روش‌ها است. علیرغم اهمیت ارزیابی نتایج بکارگیری CTD، تاکنون بیشتر یافته‌ها و ارزیابی‌های صورت‌گرفته، ناشی از مطالعات در مقیاس مزرعه بوده و تأثیرات اجرای آن بر روند کیفیت و کمیت زه‎آب در مقیاس حوضه آبریز (پس از خروج از مزرعه تا رسیدن به نقطه تخلیه) به‌خوبی مورد بررسی قرار نگرفته است. در این پژوهش اثرات زهکشی زیرزمینی کنترل‎شده بر بار رسوب، نیتروژن کل و نیتروژن محلول (نیترات) در حوضه آبر‌یز قره‌سو استان گلستان و با استفاده از مدل AnnAGNPS مورد ارزیابی قرار گرفت. به‌منظور انطباق بیشتر داده‌های هواشناسی مورد استفاده در مدل با شرایط اقلیمی منطقه در زمان بهره‌برداری از پروژه زهکشی زیرزمینی، از میانگین پنج سال آماری 1395 تا 1399 استفاده شد (سال‌های وقوع هر سه وضعیت نرمال، ترسالی و خشکسالی). به‌منظور واسنجی و صحت‌سنجی مدل، سال‌های‌‌ آبی 1397-1396 (واسنجی) و 1398-1397 (صحت‌سنجی) انتخاب گردید. درجه انطباق بین داده‌های‌ مشاهداتی و شبیه‎سازی شده رواناب خروجی از حوضه، با استفاده از نمایه‎های ضریب کارایی مدل (E) ، RSR وPBIAS محاسبه و به‌ترتیب به میزان 85/0، 48/0 و 6/2- برای دوره واسنجی و 76/0، 44/0 و 9/10- برای دوره صحت‌سنجی به‌دست آمد. این مقادیر برای پارامتر رسوب به‌ترتیب 73/0، 43/0 و 7/31- (واسنجی) و 66/0، 54/0 و 1/29- (صحت‎سنجی) بود. نتایج نشان داد که مدل در شبیه‌سازی پارامترهای مورد بررسی، از کارآیی مناسبی برخوردار است. دو سناریوی عمق 2/0‌متر (CTD0.2) و عمق 6/0متر (CTD0.6) به‌ترتیب برای کنترل بیش از حد زهکشی و عمق توصیه‌شده برای کنترل زهکشی انتخاب گردید. برای سناریوی CTD0.6، نتایج شبیه‎سازی‎های مدل حاکی از کاهش اندک رواناب (6/3%) و کاهش نیتروژن کل (28/15%) و نیتروژن محلول (12/46%) در خروجی دهانه رودخانه قره‌سو (در طول فصل رشد) بود. افزایش بار رسوب ناشی از اجرای سناریوی CTD0.6 در طول فصل رشد، 6/7% بود. برپایه نتایج مدل، کنترل زهکشی زیرزمینی در عمق تقریبی 6/0متر، نقطه تعادل مناسبی برای کاهش بار نیتروژن و رسوب در مقیاس حوضه آبریز می‌باشد.