جاذبه شهرنشینی و تمایل به سکونت و سرمایه گذاری در این مناطق، سیمای طبیعی آن را با سرعت بیشتری تغییر می دهد. تبدیل باغات و اراضی زراعی محدوده شهری به مناطق مسکونی و تجاری، تغییرات گسترده هیدرولوژیکی را در حوضه های شهری به دنبال دارد. به دنبال این تحولات سطوح غیر قابل نفوذ و یا با نفوذپذیری کم افزایش یافته و سیل خیزی و رواناب های شهری تشدید می گردد. یکی از لازمه های مدیریت صحیح سیلاب در حوضه های شهری برآورد صحیح میزان رواناب ناشی از یک بارش در منطقه شهری مورد نظر است. تحقیق حاضر به منظور ارائه مدل بیلان آب برای بخشی از منطقه یک شهر تهران شامل تجریش و الهیه انجام گرفته است. در این تحقیق سعی شده است تا با توجه به آمار و اطلاعات قابل دسترس در شهر تهران اقدام به ارائه یک مدل توزیع هیدرولوژیکی گردد. این مدل بر پایه بیلان حجم آب در یک حوضه شهری استوار است. به منظور دستیابی به هدف، ابتدا تفکیک حجم رواناب حوضه کوهستانی بالادست و منطقه شهری از مقادیر اندازه گیری شده صورت گرفت. به منظور تعیین حجم رواناب خالص و سیلاب تولید شده در محدوده شهری، از مدل hec-hms استفاده شد. پس از تعیین حجم سیلاب محدوده شهری، مدل بیلان آب با لحاظ کردن بارش، تبخیر و سایر ورودی های لازم، اجرا گردید. در گام بعدی عوامل اصلی موثر بر مدل مورد آنالیز حساسیت قرار گرفت تا درک بهتری از رفتار مدل نسبت به تغییرات آن ها دست آید. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که مدل بیشترین حساسیت را نسبت به عامل بارش دارد و پس از آن ضریب هدایت هیدرولیکی خاک در رتبه دوم قرار می گیرد و تغییر در تبخیر اثر چندانی در نتیجه مدل نداشت. نتایج حاصل از مقایسه مقادیر برآوردی و مشاهداتی بیانگر کمترین مقدار خطای باقیمانده rmse و بیشترین ضریب همبستگی معادل 89% در سطح معنی داری 5% می باشد. به منظور افزایش اعتبار و کاهش عدم قطعیت کاربرد مدل پیشنهادی، آزمون آن در سایر حوضه های شهری پیشنهاد می گردد.