با توجه به اهمیت اطلاع از دبی جریان در حوضه‌های فاقد آمار اقدام به تخمین دبی رودخانه با استفاده از برقراری رابطه بین پارامترهای فیزیوگرافی زیرحوضه‌های آبریز و پارامترهای اقلیمی مربوطه گردید. در این تحقیق استان گلستان به عنوان منطقه مطالعاتی در نظر گرفته شد. پس از استخراج مشخصات فیزیوگرافی حوضه‌های آبریز، میانگین فصلی پارامترهای اقلیمی دما و بارش نیز پس از درون‌یابی در محیط ArcGIS9.3 برای هر یک از زیر حوضه‌ها و در هر یک از فصل‌های سال‌های 1390-1363 برآورد گردیدند. پارامترهای اقلیمی و مشخصات فیزیوگرافی به عنوان متغیر مستقل وارد مدل رگرسیون چند متغیره شدند. معیار ارزیابی در این پژوهش، ریشه دوم میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب همبستگی (R) و میانگین انحراف خطا (MBE) می‌باشد. با توجه به نتایج به دست آمده از مدل رگرسیون چند متغیره، برآورد جریان در فصل زمستان نسبت به سایر فصول از دقت بالاتری برخوردار است به‌طوری‌که در روش مذکور بهترین برآورد جریان رودخانه در فصل زمستان با ضریب همبستگی برابر 83/0و ریشه میانگین مربعات خطای برابر با 541/0می‌باشد. نتایج این پژوهش حاکی از آن است که تخمین دبی رودخانه در مقیاس زمانی فصلی به کمک مدل رگرسیون چند متغیره امکان پذیر است.