رفتار و مورفولوژی هر سیستم رودخانه ای در ارتباط با جنبه های مختلف شرایط محیط طبیعی شامل هیدرولوژی، هیدرولیک، فرآیندهای فرسایش و رسوبگذاری و همچنین شکل کانال های رودخانه ای می باشد. به رغم وجود مدل های مفهومی و استاتیک پردازش رودخانه ها، تاکنون مدل های پیوسته و دینامیک کمتری ارائه شده است. درصورتی که این مدل ها برای تحلیل تغییر رفتار رودخانه در طی زمان ضروری می باشد. در این تحقیق، مدل هیدرولیکی hec-rasاز طریق الحاقیه hec-geo ras جهت بررسی خصوصیات هندسی و هیدرولیکی رودخانه فیروزه - شاهجوب واقع در استان خراسان شمالی مورد استفاده قرار گرفته است. پس از اجرای این مدل برای رودخانه، واسنجی و آنالیز حساسیت آن برای سازگاری مدل با شرایط واقعی از طریق کاهش و افزایش 20 درصد ضرایب زبری مانینگ برای کل بازه ها در طول رودخانه انجام شده، که در سطح 80 درصد مدل از دقت کافی برخوردار بوده است. در مرحله بعد، تجزیه و تحلیل نتایج خروجی از مدل، برای دبی با دوره بازگشت 10 ساله برای 37 بازه انتخاب شده در طول رودخانه، انجام پذیرفت. برای این بررسی از نرم افزارهایmini tab وspss16 استفاده شد و بهترین رابطه از بین روابط رگرسیونی که دارای کمترین خطای استاندارد، بیشترین سطح معنی داری و بیشترین ضریب تشخیص بود، انتخاب شد. نتایج تحلیل های مورفولوژی رودخانه نشان داد که بر اساس رابطه ولمن لئوپولد و شیوم، ضریب سینوسیتیmc ، برای اغلب پیچ وخم های رودخانه فیروزه - شاهجوب کوچکتر از 5/1 می باشد که در گروه رودخانه های مستقیم قرار می گیرد. همچنین نتایج دانه بندی نشان داد که متوسط اندازه ذرات حمل شده توسط رودخانه به پایین دست در اغلب بازه ها کاهش یافته است. بیشتر ذرات در بالادست به صورت تخته سنگ و قلوه سنگ بوده و در پایین دست اندازه آنها به سنگریزه و شن کاهش یافته است. در مجموع، معادلات نمایی که دارای خطای استاندارد کمتر، ضریب تشخیص بالاتر و سطح معنی داری بالاتر نسبت به سایر روابط بود، به عنوان مناسب ترین رابطه رگرسیونی برای رودخانه مذکور انتخاب شد.