مناطق کوهستانی شمال ‏غرب کشور به‌دلیل توپوگرافی خاص خود و بارش تقریباً مناسب در طول سال و به‌‌خصوص در فصل بهار، ازجمله مناطق مستعد وقوع سیل هستند. تحقیق حاضر با هدف تهیۀ نقشۀ پهنه‏بندی پتانسیل سیلاب تحت یک مطالعه موردی در حوزه آبخیز اهرچای انجام‌گرفته است. برای تهیۀ نقشۀ پهنه‏بندی پتانسیل سیلاب از 9 عامل مؤثر در وقوع این پدیده استفاده شده که عبارتند از: بارش و رواناب با دوره‌های بازگشت 2، 25 و50 ساله، فاصله از آبراهه، درصد شیب، شماره منحنی، تراکم زهکشی، کاربری اراضی، زمین‌شناسی، NDVI و قابلیت اراضی حوزه آبخیز است. به‏منظور وزن‌دهی معیارها از روش تحلیل شبکه‏ای در محیط نرم‏افزار Super Decisions استفاده شد. نتایج نشان داد که بیش‌ترین وزن معیارها مربوط به رواناب، فاصله از آبراهه و شماره منحنی به‌ترتیب 244/0، 171/0، 140/0 و با نرخ ناسازگاری کلی 09/0 به‌دست آمد و زیرحوزه آبخیز 3 به مقدار 272/0 و زیرحوزه آبخیز 2 به مقدار 114/0 به‌ترتیب بیش‌ترین و کم‌ترین وزن پتانسیل سیلاب را داشتند. هم‌چنین معیارهای شماره منحنی و رواناب به‌عنوان حساس‌ترین عوامل شناسایی شدند. در نهایت، با تلفیق این لایه‏ها با توجه به وزن آن‌ها در محیطArc GIS ، نقشه‌های پهنه‏بندی پتانسیل سیلاب به‌صورت فازی با دوره‌های بازگشت 2، 25 و 50 ساله به‏‌دست ‏آمد. برای دوره بازگشت 2 ساله نتایج نشان داد که 45/6 درصد حوزه آبخیز دارای خطر سیل‌خیزی زیاد تا خیلی زیاد و 57/56 درصد در طبقه خطر خیلی کم‌تری یا پایدار قرار گرفته است درحالی‌که با دوره بازگشت 50 ساله 53/22 درصد منطقه دارای سیل‌خیزی زیاد تا خیلی زیاد و 77/52 درصد مساحت حوزه آبخیز هم دارای پتانسیل سیل‌خیزی خیلی کم نشان داد هم‌چنین نتایج این تحقیق نشان داد که افزایش دوره بازگشت سیلاب، به‌ویژه در بازه 2 تا 25 ساله، تأثیر قابل‌توجه‌تری بر میزان و گستره سیل‌خیزی نسبت به بازه 25 تا 50 ساله دارد. این روند حاکی از آن است که در مراحل اولیه افزایش دوره بازگشت، شدت و توزیع سیلاب با نرخ بیش‌تری تغییر می‌کند، درحالی‌که در دوره‌های بازگشت طولانی‌تر، این تغییرات با شیب ملایم‌تری رخ می‌دهد. یافته‌های پژوهش می‌توانند در طراحی سازه‌های مهار سیلاب و مدیریت منابع آب برای کاهش خسارات سیلاب مؤثر باشند.