از اهداف مهم هیدرولوژی، پیش بینی کمی چگونگی فرایند بارش – رواناب و انتقال آن به نقطه خروجی و در نهایت تعیین میزان دبی عبوری در خروجی حوزه است. بدین منظور در حوزه های آبخیز می توان درصد کارایی مدلهای منطبق با تئوریهای علمی تشریح کننده پدیده های هیدرولوژیکی را با مقایسه خروجی این مد لها با داده های هیدرولوژیکی ثبت شده تعیین کرد. تحقیق حاضر با هدف بررسی دقت، صحت و درجه اطمینان تئوری های آبنمود واحد لحظ های ژئومورفولوژیک و ژئومورفوکلیماتیک در تعیین شکل و ابعاد آبنمود رواناب خروجی یک رگبار با شدت و مدت معین انجام شده است. سپس مدل های مورد تحقیق با مدل های ناش، روسو و SCS مقایسه شده و کارامدترین مدل در برآورد آبنمود جریان خروجی برای مناطق مشابه معرفی گردیده است. مقایسه کارایی روشهای مورد بررسی از شاخص آماری میانگین خطای نسبی (MRE) و میانگین توان دوم خطا(MSE) ، حاکی از آن است که روش ژئومورفولوژیک نسبت به ژئومورفوکلیماتیک، ناش، روسو و SCS به ترتیب 106.56، 171.12، 106.79 و 112.64 درصد و روش، ژئومورفوکلیماتیک نسبت به ناش، روسو،SCS  به ترتیب 160.57، 100.21 و 105.69 درصد برتری دارند. در نتیجه، روش ژئومورفولوژیک نسبت به مدلهای دیگر از کارایی بالاتری برخوردار است.

یکی از اهداف مهم مطالعات هیدرولوژی در حوزه های آبخیز، پیش بینی کمی فرایند بارش – رواناب و تعیین دبی عبوری در خروجی حوزه آبخیز می باشد. وجود ارتباط بین ژئومورفولوژی و هیدرولوژی این امکان را فراهم می آورد تا در حوزه هایی که از نظر ژئومورفولوژی تشابه وحود دارد، با ایجاد روابط بین این دو، برآورد هیدرولوژی در حوزه های فاقد آمار را به دست آورد. بر این اساس، از دیرباز تهیه هیدروگراف واحد لحظه ای (IUH)، بویژه هیدروگراف واحد لحظه ای ژئومورفولوژی (GIUH)، مورد توجه محققین و پژوهشگران در نقاط مختلف دنیا قرار گرفته است. تحقیق حاضر به منظور بررسی میزان کارایی هیدروگراف واحد ژئومورفولوژی در تعیین شکل و ابعاد هیدروگراف خروجی یک رگبار با شدت و مدت معین انجام شده است. سپس مدل مورد تحقیق با مدل های اشنایدر، SCS، هیدروگراف مثلثی و روش های  Rossoو ژئومورفوکلیماتیک در حوزه مقایسه شده و کارآمدترین مدل در برآورد هیدروگراف خروجی برای مناطق مشابه معرفی گردیده است. برای حوزه مورد مطالعه، آمار بارش و رواناب وقایع سیلاب گردآوری گردید و هیدروگراف خروجی به وسیله روش های مذکور شبیه سازی شد. مقایسه هیدروگراف های شبیه سازی شده توسط مدل های مورد تحقیق و هیدروگراف های مشاهداتی وقایع انتخابی، نشان داد که برای حوزه کسیلیان، مدل ژئومورفولوژی دارای کمترین مقادیر میانگین خطای نسبی(MRE)  و میانگین توان دوم خطا (MSE) بوده و همچنین روش ژئومورفولوژی نسبت به روش های اشنایدر،SCS ، مثلثی،Rosso  و ژئومورفوکلیماتیک به ترتیب 91.06، 99.11، 88.642، 48.19 و 4.94 درصد برتری دارد. مطابق نتایج تحقیق روش ژئومورفولوژیک نسبت به مدل های دیگر از کارآیی بالاتری برخوردار می باشد، لذا از روش مذکور می توان برای شبیه سازی هیدروگراف سیلاب هایی که در ایستگاه هیدرومتری ثبت نشده اند استفاده نمود.

از جمله مباحث مهم و حیاتی در مطالعات هیدرولوژی، مبحث سیل و سیل خیزی است که به دنبال آن ضرورت بررسی دبی حداکثر لحظه ای رژیم رودخانه است. محاسبات سازه ای و اقدامات زیر بنایی در حوزه، ارتباط تنگاتنگی با مقدار واقعی یا برآورد دقیق دبی حداکثر لحظه ای سیل دارد. از آنجا که بیشتر حوزه ها، در کشور فاقد آمار یا دارای آمار کوتاه مدت و ناقص هستند، بنابراین جهت برآورد دبی لحظه ای، در بیشتر مواقع ناگزیر به استفاده از روابط تجربی مبتنی بر مساحت حوزه هستیم. این روابط در مناطق دیگر جهان تنظیم شده و جهت به دست آوردن نتایج مناسب، باید اقدام به تجزیه و تحلیل و بررسی حساسیت آنها کرد. به این منظور آنالیز حساسیت پارامترهای به کار رفته در روابط تجربی برآورد دبی حداکثر لحظه ای با هدف تعیین نقش هر یک از پارامترها در خروجی مدل ، ضروری است. در این تحقیق نیز با ارایه یک روش جدید که ضمن سادگی، از کارآیی مناسبی برخوردار است، 10 رابطه تجربی کریگر، دیکن، فولر، فانینگ، انگلیز، کوتان، مایر، روش سازمان زمین شناسی آمریکا، هورتون و روش جرمن که برخی جزء روش های شناخته شده و کاربردی هستند، مورد آنالیز حساسیت قرار گرفتند. نتایج حاصله نشان دهنده حساسیت بالای تمامی روابط نسبت به مساحت های کم است به طوری که تغییرات کم در سطوح پایین تاثیر زیادی در مقدار خروجی مدل یعنی دبی اوج سیل دارد. همچنین در بیشتر روابط در مساحت های بالا تاثیر تغییرات این پارامتر بر مقادیر دبی سیل نسبت به تغییرات ضریب منطقه ای کمتر است به طوری که افزایش کمیت مساحت حوزه باعث کاهش اثر آن بر دبی اوج سیل می شود. برخی از روابط مانند روش فولر نسبت به تغییرات دوره بازگشت در دوره بازگشت های پایین بسیار حساس هستند. به طور کلی باید اضافه کرد که مهمترین عامل و کم اهمیت ترین عامل (از نظر تاثیر روی دبی سیلاب) در روش های مختلف و نیز دامنه های مختلف مورد نظر متفاوت می باشند.

در این مقاله توانایی روش آموزش ماشین Support Vector Machine (SVM) در پیش بینی حداکثر دبی خروجی سیلاب ناشی از شکست سدهای خاکی بررسی شده است. پارامترهای ورودی مدل مورد نظر، دو پارامتر مخزن در زمان شکست یعنی ارتفاع آب و حجم آب پشت سد انتخاب شد که برای آموزش این مدل ها از داده های جمع آوری شده در منابع مختلف استفاده شده است. از مجموع 112 داده، 70 درصد آن جهت آموزش مدل ها و 30 درصد آن جهت صحت سنجی، به نحوی که این دو زیرمجموعه از لحاظ آماری اختلاف معنی داری نداشته باشند، انتخاب شد. بعد از بررسی چهار مدل SVM، مشخص شد که استفاده از کرنل تابع پایه شعاعی بهترین نتیجه را در تخمین این پدیده حاصل می دهد (نتایج آماری این روش در تخمین پدیده مورد نظر با 96/0=R2، 03/0=RMSE و 94/0=R2 و 05/0=RMSE به ترتیب در فاز آموزش و آزمون). مقایسه ای نیز بین 6 رابطه تجربی کلاسیک و مدل توصیه شده صورت گرفت که نتایج نشانگر عملکرد ضعیف روابط تجربی در مقایسه با مدل پیشنهادی است. در نهایت با توجه به اهمیت مدیریت هنگام شکست سد استفاده از روش آموزش ماشین پیشنهادی برای تخمین مقدار ماکسیمم دبی خروجی از سد پیشنهاد می شود.

با توجه به اینکه اکثر حوزه های آبخیز کوچک کشور فاقد ایستگاه هیدرومتری هستند، برای تعیین دبی حداکثر سیلاب، نیاز به روش مناسبی است تا در برنامه های مدیریتی و حفاظتی برای کنترل سیل و فرسایش مورد استفاده قرار گیرد. از جمله این روش ها، روش ترسیمی تعیین دبی حداکثر سیلاب، ارایه شده توسط سازمان کشاورزی ایالات متحده آمریکا، سرویس حفاظت منابع طبیعی است. در این تحقیق برای بررسی این روش، 19 حوزه از سه منطقه کشور با توجه به محدودیت های موجود، به شرح زیر انتخاب شدند: منطقه کرج-قزوین (منطقه 1)، منطقه شمال (منطقه 2) و منطقه آذربایجان (منطقه 3). با بررسی این روش در سه منطقه، مشخص شد که کاربرد بارش تیپ II با کمترین خطا همراه است. با توجه به نتایج و بررسی های صورت گرفته، این روش برای مناطق 1 و 3 مناسب، ولی استفاده از آن در منطقه 2 (شمال البرز)، دارای خطای زیادی است.