آگاهی از میزان تقاضای آب برای سیاست‌گذاری آن در مدیریت شهری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. پیش‌بینی تقاضای آب در آینده این امکان را برای مدیران فراهم می‌کند تا با توجه به محدودیت‌ها و بحران‌های پیش رو، تدابیر لازم را در خصوص تأمین پایدار آب اتخاذ نمایند. هدف از این تحقیق مقایسه مدل رگرسیونی چندمتغیره و ARIMA برای پیش‌بینی میزان تقاضای آب در شهر مشهد است. در این تحقیق ابتدا متغیرهای اصلی مؤثر در تقاضای آب ازجمله متغیر بارندگی، دما و جمعیت تعیین و سپس نسبت به جمع‌آوری آمار و اطلاعات از سازمان‌های مربوطه اقدام و پس از بررسی صحت و همگنی داده‌ها، با کمک دو مدل رگرسیون چندمتغیره وARIMA میزان تقاضای آب برآورد شد. نتایج تحقیق نشان داد که برای آموزش داده‌ها مقادیر ضریب تعیین و ضریب نش بهترتیب ۸۱/۰ و ۷۷/۰ برای مدل رگرسیون چندمتغیره و ۷۷/۰ و ۷۳/۰ برای مدلARIMA بوده و همین ضرایب برای آموزش داده‌ها بهترتیب ۸۶/۰ و ۸۷/۰ برای مدل رگرسیون چندمتغیره و ۷۹/۰ و ۷۳/۰ برای مدل ARIMA است. لذا مدل رگرسیون چندمتغیره با توجه به بالابودن ضریب تبیین و همچنین قرار گرفتن در طبقه خیلی خوب ضریب نش از نظر عملکرد بهتری در پیش‌بینی برخوردار بوده و می‌تواند نسبت به مدل ARIMA به‌عنوان روش قابل‌قبول برای پیش‌بینی تقاضای آب مورد استفاده قرار گیرد.
