از جمله رخدادهای طبیعی که زندگی بشر را به شدت تحت تاثیر خود قرار داده است پدیده سیل و تاثیرات مستقیم و غیر مستقیم آن در زندگی انسان ها است. در این پژوهش به برآورد ضریب رواناب، شناخت عوامل و عناصر موثر در سیل خیزی، پهنه بندی پتانسیل سیل خیزی حوضه آبریز پرداخته شده است. در حوضه مورد مطالعه (بالخلو چای- استان اردبیل) برای برآورد مقدار رواناب از روش شماره منحنی (cn)، مربوط به سازمان حفاظت خاک آمریکا (scs) استفاده شده که معمولترین روش پیش بینی حجم رواناب است. برای این منظور ابتدا داده ها و اطلاعات مورد نیاز شامل آمار حداکثر بارش روزانه، نقشه های تراکم پوشش گیاهی، گروه های هیدرولوژیک خاک و کاربری تهیه و وارد سیستم اطلاعات جغرافیایی (gis) گردید. با تلفیق اطلاعات فوق، در مدل (scs) نقشه (cn) حوضه، میزان نفوذ (s) و مقدار رواناب (q) تهیه شد. در نهایت با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی شش فاکتور در نظر گرفته شده شامل: رواناب، گروههای هیدرولوژیک خاک، شیب، کاربری زمین، تراکم پوشش گیاهی و تراکم زهکشی وزن دهی شده و در نتیجه با اعمال وزن لایه ها نقشه پهنه بندی پتانسیل سیل خیزی حوضه با دوره بازگشتهای مختلف(5، 15، 25 و50 ساله) تهیه گردید. نتایج تحقیق نشان داد که حدود 40 تا 47 در صد مساحت حوضه طی دوره های 5 تا 50 ساله دارای پتانسیل سیل خیزی متوسط بوده و 14 تا 24 درصد دارای پتانسیل زیاد می-باشد.