امروزه برآورد و پیش بینی رواناب ماهانه لازمه ی حفاظت مخازن، منابع طبیعی و مدیریت صحیح منابع آب می باشد. لذا در این پژوهش از مدل ماشین بردار پشتیبان تلفیقی با الگوریتم های شبیه سازی تبرید (SVM-SA) و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (SVM-PSO) تحت الگوی چند ورودی-چند خروجی (MIMO) جهت برآورد رواناب ماهانه استفاده گردید. بدین منظور از سری زمانی ماهانه ایستگاه های هیدرومتری واقع در حوضه کرخه استفاده شد. بطوریکه 80% از این آمار جهت واسنجی و 20% آن جهت صحت سنجی تقسیم شدند. مقایسه آماری نتایج به کمک شاخص های ضریب تبیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و خطای استاندارد (SE) صورت گرفت. در حالت کلی نتایج حاکی از نبود اختلاف معناداری بین عملکرد هر دو مدل می باشد اما مدل SVM-SA با میانگین خطای استاندارد و میانگین انحراف معیار دقت بالاتری داشته است. در واقع این مدل با سهولت بیشتر و در زمان کمتری قادر به برآورد رواناب ماهانه می باشد و از این نظر نسبت به مدل SVM-PSO ارجحیت دارد.