بخش کشاورزی به¬عنوان یکی از مهم‌ترین بخش‏های مصرف آب در پایداری سیستم‏های منابع آب کشور تأثیرگذار است. این مطالعه، با هدف تخمین برداشت آب از رودخانه‏ برای مصارف کشاورزی در محدوده مطالعاتی نوبران، واقع در حوضه آبریز دریاچه نمک، انجام شده است. تخمین میزان برداشت آب از رودخانه با استفاده از متغیرهای وابسته به فاکتورهای ریخت‌شناسی، هیدرولوژیکی، کاربری اراضی و ترکیبی از متغیرهای آن‌ها که با نمونه‏برداری میدانی جمع‏آوری شده است، انجام گرفت. همچنین، برای تخمین متغیر برداشت آب از رودخانه‌‏ها، روش‏های داده‌کاوی شامل سامانه استنتاجی فازی- عصبی تطبیقی (ANFIS)، روش گروهی مدل‌سازی داده‏ها (GMDH)، شبکه تابع پایه شعاعی (RBF) و مدل درخت تصمیم رگرسیونی (Rtree) به کار گرفته شد. در این مطالعه، مدل GMDH24 با سناریوی ترکیبی شامل متغیرهای عرض رودخانه، عمق رودخانه، حداقل جریان، حداکثر جریان، متوسط جریان، مساحت کشت شده زراعی و باغی به‌عنوان بهترین مدل برای برآورد متغیر برداشت آب از رودخانه‏ معرفی شد. مقدار RMSE برای سناریوی ترکیبی مدل GMDH24 به‌منظور تخمین برداشت آب در محدوده مطالعاتی نوبران 046/0 به‌دست آمد. نتایج حاکی از این است که عملکرد مدل GMDH24 در برآورد برداشت آب رودخانه‏ها برای مقادیر حداکثر بسیار قابل قبول و امیدوارکننده است. بنابراین، مدل‌سازی و شناسایی متغیرهای مختلف تأثیرگذار بر میزان بهینه برداشت آب از رودخانه‏ها جهت تأمین مصارف کشاورزی باعث دستیابی به اهداف مدیریت یکپارچه منابع آب (IWRM) می‌شود.