مطالعات انجام گرفته نشان می­دهد که روش­های تحلیل خوشه­ای، از کارآمدترین روش­های منطقه­بندی حوزه­های آبخیز
به­منظور انجام تحلیل فراوانی منطقه­ای سیلاب هستند. در این تحقیق به­منظور استفاده از نقاط قوت و کم­رنگ کردن نقاط ضعف دو گروه اساسی روش­های تحلیل خوشه­ای، یعنی خوشه­بندی سلسله مراتبی و خوشه­بندی افرازی، از ترکیب الگوریتم­های خوشه­بندی Ward و K-means برای منطقه­بندی حوزه­های آبخیز سفیدرود بزرگ و ارس استفاده شده است. همچنین تأثیر انتخاب و به­کارگیری برخی ویژگی­های جغرافیایی، فیزیوگرافیک و هواشناسی و ترکیبات آنها در همگنی مناطق حاصل از تحلیل خوشه­ای مورد بررسی قرار گرفته است. ارزیابی وضعیت همگنی مناطق حاصل و اجرای تحلیل فراوانی منطقه­ای که با استفاده از الگوریتم گشتاورهای خطی انجام گرفته است، نشان می­دهد که از میان ویژگی­های مورد مطالعه، ترکیب طول و عرض جغرافیایی و مساحت سطح زهکشی به­عنوان ویژگی­های مورد استفاده در منطقه­بندی حوزه­های آبخیز سفیدرود و ارس می­تواند بهترین گزینه برای حصول بیش­ترین تعداد مناطق همگن باشد. به­علاوه، برای مناطقی که تا حدودی معیارهای همگنی را ارضا نمی­کنند، استفاده از توزیع ویکبی به­عنوان توزیع منطقه­ای، می­تواند مفید باشد.