در حوزه های آبخیز نه تنها منابع تولید رسوب وجود دارد بلکه مناطقی هم هستند که انباشت رسوبات در آنجا صورت می گیرد. به عبارت دیگر کلیه مواد فرسایش یافته به شکل رسوبات از حوزه های آبخیز خارج نشده بلکه مقادیری از آن در قسمتهای مختلف آبخیز انباشته می شود. درصدی از فرسایش کل که به خارج از حوزه آبخیز حمل می شود.نسبت تحویل رسوبات نامیده می شود. ضریب تحویل رسوبات در برنامه ریزی و اولویت بندی زیر حوزه های آبخیزها، تهیه طرحهای آبخیزداری و به خصوص در مطالعات رسوبگذاری مخازن سدها از اهمیت زیادی برخوردار بوده و تدوین استراتژی کنترل رسوب تنها با شناخت عوامل موثر بر آن امکان پذیر است. این عوامل شامل فیزیوگرافی، اقلیم، خاک، پوشش گیاهی، رواناب سطحی و به طور کلی خصوصیات فیزیکی حوزه آبخیز می باشد. این تحقیق با هدف برآورد و واسنجی ضریب رسوبدهی حاصل از روشهای تجربی موجود، تعیین همبستگی بین خصوصیات فیزیکی و ضریب رسوبدهی، و بالاخره پیشنهاد یک روش مناسب برآورد ضریب تحویل رسوب برای استان آذربایجان غربی انجام یافت. نتایج بررسیها نشان داد که بین مقادیر ضریب رسوبدهی محاسبه و برآورد شده همبستگی معنی داری وجود ندارد. لذا یک مدل رگرسیونی با توجه به شرایط منطقه تهیه شد که دارای ضریب همبستگی 0.995 در سطح 0.01 می باشد. این مدل بر اساس رابطه بین نسبت تحویل رسوب و دو عامل محیط و نسبت انشعاب حوزه های آبخیز استوار می باشد.

ساختار مدل ریاضی بارندگی رواناب متضمن تعیین فرآیندهای جداسازی دبی پایه، نفوذ، بارندگی موثر و رواناب سطحی می باشد. روش های مختلفی برای محاسبه این فرآیندها وجود دارد. روش «آبنمود» واحد لحظه ای که نمونه شاخص آن مدل ناش به شمار می رود، از رده مدل های مفهومی بوده که کاربرد وسیعی در مدل های بارندگی - رواناب دارد. در این مقاله یک مدل ریاضی مفهومی دیگر معرفی می گردد که در آن تعیین فرآیندهای جداسازی دبی پایه، نفوذ، بارندگی موثر و جریان سطحی با روش های جدید ارایه خواهد شد. محاسبه عوامل مدل با استفاده از بهینه سازی ریاضی غیرخطی انجام می پذیرد. نتایج اجرای مدل با معیارهای زمان و دبی اوج و مجموع مجذورات مولفه های آبنمود، محاسبه و مشاهده آن نشان می دهد که روش های پیشنهادی بر روش های مرسوم برتری دارد. در این تحقیق از روش های شبکه های عصبی مصنوعی و بهینه سازی ریاضی جهت محاسبه «آبنمود» واحد لحظه ای استفاده شده است. این تحقیق نشان می دهد که استفاده از شبکه عصبی مصنوعی به تنهایی نیاز به اطلاعات فراوان دارد و همیشه به جواب نخواهد رسید، اما ترکیب روش شبکه عصبی مصنوعی با بهینه سازی ریاضی امکان تقارب سریع و نتایج دقیق تر را میسر می سازد.

در سالهای اخیر توجه روزافزونی به بهبود و حفظ منابع آب ملی در کشور صورت گرفته است. هرز آبهای آلوده و رسوبات موجود در آنها از عوامل مهم در تخریب منابع یاد شده به شمار می روند. مدلهای ریاضی متعددی برای محاسبه هرز آب و تخمین فرسایش خاک بوجود آمده اند که مدل کامپیوتری ANSWERS یکی از این مدلها می باشد. این مدل از نوع مدلهای تبیینی بوده و با استفاده از پارامترهای توزیع یافته و یا پخشی در سطح یک حوزه آبخیز و با استفاده از داده های هر رگبارش، به شبیه سازی فرایندهای هیدرولوژیک رگبارش فوق می پردازد. در این تحقیق یک حوزه آبخیز به مساحت 24 هکتار در منطقه گرگان در نظر گرفته شد. اراضی شیبدار کشاورزی که در این حوزه قرار گرفته اند دارای شیب میانگین معادل 35 درصد می باشند. پس از ورود اطلاعات به کامپیوتر و حصول نتایج خروجی مشخص شد که حجم روان آب مشاهده شده در محیط با حجم روان آب محاسبه شده توسط مدل فوق تقریبا یکسان بوده و بیش از 96 درصد همخوانی دارد. با این وجود فرسایش خاک پیش بینی شده توسط مدل و فرسایش خاک مشاهده شده مطابقت مناسبی نداشته و عدد ارایه شده توسط مدل تا 2.5 برابر بیشتر از مقدار واقعی نیز بالغ می گردید. همچنین مشاهده شد که مدل کامپیوتری ANSWERS در بارانهای با شدت متوسط تا زیاد، بهتر از بارشهای با شدت کم عمل نموده و قابل اطمینان تر خواهد بود. در این میان از سایر مدلها نیز استفاده گردید و مشخص شد که حجم روان آب محاسبه شده در روش استدلالی تقریبا با مقدار واقعی نزدیک می باشد ولی قرابت آن کمتر از مدل ANSWERS است. همچنین حجم روان آب محاسبه شده توسط روش شماره منحنی (CN) دارای هیچگونه نزدیکی با مقدار واقعی نبوده و از اینرو در این حوزه قابل اطمینان نمی باشد. در مورد فرسایش خاک نیز باید عنوان کرد که مقدار تلفات خاک محاسبه شده توسط معادله جهانی فرسایش USLE تقریبا همخوانی مناسبی با مقدار واقعی داشته و از مدل ANSWERS در بارشهای با شدت کم قابل اطمینان تر خواهد بود. در نهایت باید عنوان کرد که با انجام تحقیقات بیشتر می توان به بهینه سازی مدلهای یاد شده و تطابق بهتر آنها با شرایط ایران پرداخت.

سیل عظیم حوزه های آبریز دربند و گلابدره در چهارم مرداد ماه 1366 و خسارت متعاقب آن به شمال شهر، تهران انگیزه ای بود برای بررسی این پدیده هیدرولوژیکی. نظر به کمبود داده های آب سنجی، با استفاده از پنج مدل شبیه سازی بارندگی- رواناب شامل: مدلهای استدلالی (CIA)، استدلالی جدید،HYMO,HEC1  و ماتریسی حداکثر گذر حجمی سیلاب به ازای دوره بازگشتهای2 تا 100 سال برای 23 زیر حوضه از حوضه آبریز دربند گلابدره محاسبه شده و نتایج به دست آمده از جنبه های جنبه های مختلف بررسی و تحلیل شده است. پس از بررسی کاستی ها و تواناییهای هرکدام از مدلها، استفاده از مدل ماتریسی برای حوضه های یاد شده و حوضه های مشابه توصیه و بر اساس آن حداکثر گذر حجمی سیل 4/5/1366 تهران حدود 356 مترمکعب در ثانیه تخمین زده شده است. علی رغم حجم این سیل، علت خسارات را تنها نباید در آن جستجو کرد و شاید علت اصلی ایجاد سیل و خسارت ناشی از آن را ناشی از آن را باید در توسعه شهری، ورود به حریم رودخانه و تغییر سیستم زهکشی طبیعی منطقه یافت.