سیل یک پدیده طبیعی است که به عنوان یک واقعه اجتناب ناپذیر توسط جوامع بشری پذیرفته شده است. اما رویداد، اندازه و تکرار سیل ناشی از عوامل متعددی است که بسته به شرایط طبیعی و جغرافیایی هر منطقه تغییر می کند. حوضه آبخیز مارون در طول سال های مختلف شاهد سیلاب های نسبتا شدیدی بوده که معمولا خسارات زیادی را به بخش کشاورزی، مسکونی وارد نموده و حتی در بعضی موارد سبب تلفات جانی نیز شده است. یکی از روش های برآورد سیلاب در مناطق فاقد آمار استفاده از روش مدل سازی رگرسیونی می باشد. در این پژوهش دبی حداکثر لحظه ای زیر حوضه ها با روش استدلالی تعیین و پس از تهیه و اصلاح و بازسازی آمار دبی ها، دوره مشترک 10 ساله(1392-1383) انتخاب گردید. با کمک نرم افزار p10 و تحلیل فراوانی روی داده های دبی، لوگ نرمال به عنوان بهترین توزیع برای حوضه برگزیده شد. با استفاده از توزیع آماری برگزیده، دبی با دوره بازگشت های مختلف برآورد شد. در راستای بررسی پارامترهای مختلف هیدروژئومورفولوژیکی موثر بر سیلاب حوضه آبخیز رودخانه مارون 18 متغیر ژئومورفولوژیکی و هیدرولوژیکی حوضه تعیین و اندازه گیری شده است. سپس با استفاده از نرم افزارspss و رگرسیون چند متغیره مدل های هیدروژئومورفولوژیکی سیلاب حوضه در دوره بازگشت های مختلف تدوین گردید. معیارهای اصلی گزینش مدل ضریب تعیین، سطح معنی دار بودن و خطای استاندارد می باشند. از بین پارامترهای مختلف 10 متغیر مساحت، محیط، متوسط ارتفاع، زمان تمرکز، گرد شدگی، ضریب گراویلیوس، نسبت انشعاب، طول و عرض مستطیل ، متوسط طول جریان و مجموع طول آبراهه ها تاثیر شدیدتر و معناداری را با دبی سیلابی در مدل های هیدرژئومورفولوژیکی کل منطقه داشتند. برای تعیین مناطق همگن سیلاب و کاهش خطا در مدل سازی از روش تحلیل خوشه ای استفاده گردید. براساس تحلیل خوشه ای 4 منطقه همگن شناسایی شد. پارامترهای موثر در مدل های رگرسیونی این مناطق در قالب 6 عامل (مساحت، محیط، عرض مستطیل، طول حوضه و مجموع طول آبراهه و متوسط جریان طی شده) خلاصه، سپس این مناطق همگن با توجه به پارامترهای کمی و کیفی موثر بر سیل خیزی بررسی شدند. زیرحوضه های همگن 1 ( 1، 2، 3 ، 4، 7، 8، 9، 10،17،20) با سیل خیزی زیاد، زیرحوضه های همگن 2( 5، 6، 11، 14، 16) با سیل خیزی متوسط، زیرحوضه های همگن3( 12 ، 13، 15،19 ) سیل خیزی کم و زیرحوضه همگن 4( 18) با توجه به اینکه مساحت و محیط کمی دارد اما به گونه ای خروجی زیرحوضه های بالاتر بوده است، از نظر سیل خیزی بسیار حساس می باشد. در نهایت لایه های مورد نیاز و نقشه پهنه بندی سیل خیزی با استفاده از gis ترسیم شد.