سیل به عنوان یک چالش زیست محیطی در حوزه های آبخیز و پیش بینی آن با رویکردهای دقیق و سریع همواره مورد توجه آبخیزنشینان، مدیران و برنامه ریزان بوده است. یکی از روش های مدیریتی مواجهه با سیل پهنه بندی می باشد. هدف اصلی این تحقیق پهنه بندی سیل بازه ای به طول 75 کیلومتر از رودخانه اترک است. بدین منظور از تلفیق مدل توزیعی- هیدرولوژیکی wetspa و مدل هیدرولیکی hec-ras استفاده گردید. ورودی‏های اصلی مدل wetspa، نقشه مدل رقومی ارتفاعی (dem)، کاربری اراضی، بافت خاک از منطقه مورد مطالعه با فرمت رستری و ابعاد سلولی 100متر و داده‏های هیدرومتئورولوژی سال های 1383 تا 1390 شامل بارش 25 ایستگاه، دما و تبخیر اندازه گیری شده 5 ایستگاه هستند. مدل با ترکیب این داده‏ها و لایه‏ها در محیط gis، هیدروگراف خروجی حوزه و توزیع مکانی خصوصیات هیدرولوژیکی حوزه آبخیز را شبیه‏سازی می‏کند. نتایج شبیه سازی تطابق نسبتا خوبی بین هیدروگراف های محاسبه شده و اندازه گیری شده در خروجی حوزه نشان داد. مدل wetspa بر اساس معیار ناش- ساتکلیف، هیدروگراف های روزانه را با دقتی بیش از 60 و 53 درصد به ترتیب برای دوره واسنجی و اعتبارسنجی و بر اساس معیار تطبیق داده شده ناش- ساتکلیف، دبی های حداکثر را با دقت 77 و 78درصد به ترتیب برای این دو دوره برآورد می کند. پس از واسنجی و اعتبارسنجی، مدل برای دوره بازگشت های 2، 5، 10، 25، 50، 100 و 200 سال اجرا گردید. دبی پیک هیدروگراف ها به همراه مشخصات هندسی رودخانه و مقاطع عرضی (1500 مقطع) تهیه شده توسط نرم افزار hec-georas و ضرایب زبری، جهت شبیه سازی رفتار هیدرولیکی رودخانه وارد نرم افزار hec-ras شد و پس از اجرای مدل پهنه های سیل با استفاده از gis تهیه گردید مساحت پهنه های سیل به دست آمده از مدل hec-ras بیانگر این مطلب است که با افزایش دوره بازگشت سیل، سطح وسیع تری از اراضی، تحت تأثیر سیل قرار می گیرند. نتایج آزمون آماری نشان داد که وسعت اراضی در معرض خطر سیل در دوره های بازگشت بزرگتر از 25 سال تفاوت چندانی با هم ندارند و بخش عمده ای از خسارت به پهنه های دشت سیلابی زیر 25 سال وارد شده است.