Un modèle hydrologique statistique est un modèle qui utilise des méthodes statistiques pour décrire, analyser et prévoir les phénomènes hydrologiques (pluie, débit des rivières, crues, sécheresses, niveau des nappes, etc.) à partir de données observées, sans représenter explicitement les processus physiques. Un modèle hydrologique statistique établit une relation mathématique entre une ou plusieurs variables hydrologiques à l'aide de techniques statistiques telles que la régression, les séries chronologiques ou les probabilités. Il sert à expliquer le comportement d'un système hydrologique et à effectuer des prévisions.

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