بررسی تغییرات منابع آب زیرزمینی در برنامه ریزی و مدیرت پایدار منابع آب هر منطقه از اهمیت فراوانی برخوردار است. عوامل بسیاری بر وضعیت منابع آب یک منطقه اثر می گذارند که مهمترین آن ها وضعیت اقلیمی بوده که خود تامین کننده ورودی اصلی چرخه آب یعنی بارش است. دشت تویسرکان یکی از مهم ترین دشت های کشاورزی استان همدان می باشد که بیشترین مقدار آب مصرفی آن از طریق چاههای حفر شده در سطح دشت تامین می گردد. این دشت با اقلیم نیمه خشک از جمله دشتهایی است که با برداشت چشمگیر آب های زیرزمینی در سالهای اخیر روبرو بوده به طوریکه در 5 سال اخیر بیش از 22 متر افت داشته است. بنابراین هدف از این پژوهش بررسی روند تغییرات سطح تراز سفره آب زیرزمینی دشت تویسرکان و یافتن اثر عوامل اقلیمی مانند بارش و سطح پوشش برف بر سطح تراز سفره آب زیرزمینی در این دشت می باشد. به منظور تحلیل روند سطح تراز سفره آب زیرزمینی از داده های16 ایستگاه پیزومتری طی دوره آماری 19 ساله از دو روش ایستگاهی و منطقه ای استفاده شد. جهت تعیین روند نقطه ای از روش های نقطه بازگشت، رگرسیون خطی، من کندال، من کندال اصلاح شده، تخمین گر شیب سن و برای تعیین روند منطقه ای از روش مرکب بوت استرپ و متوسط منطقه ای من کندال اصلاح شده استفاده گردید. همچنین جهت بدست آوردن سطح پوشش برف از محصول 8 روزه سطح برف سنجنده مودیس استفاده گردید. طول دوره تهیه تصاویر سطح پوشش برف از سال 2000 تا 2013 که موجود بود برای ماههای آبان تا خرداد تعیین شد و با استفاده از این بازه برای هر سال 32 تصویر و در مجموع 416 تصویر در طول دوره آماری با استفاده از نرم افزار erdas مورد پردازش قرار گرفت. سپس اثرات بارش و سطح پوشش برف بر سطح تراز سفره آب زیرزمینی از سال 1379 تا 1391 با استفاده از شبکه عصبی و رگرسیون خطی بررسی شد. نتایج تحلیل روند نشان داد که به صورت ایستگاهی و در مقیاس سالانه صعودی ترین روند مربوط به پیزومتر سرابی با استفاده از هر دو روش من کندال اصلاح شده و سن می باشد و نزولی ترین روند مربوط به ایستگاه پیزومتری چاشخوران با روش mmk و پیزومتر قلعه نو با روش سن می باشد و با توجه به روند منطقه ای مشخص شد که روند تراز آب زیرزمینی در سطح دشت رو به افت است. تحلیل اثرات بارش و سطح پوشش برف بر سطح تراز سفره نشان داد که بارش بیشترین اثر خود را دو ماه بعد و سطح پوشش برف بیشترین اثر خود را سه ماه بعد بر روی آب زیرزمینی نمایان می کند و از میان دو پارامتر سطح پوشش برف و بارش، اثر سطح پوشش برف بر سطح تراز سفره آب زیرزمینی بیشتر است همچنین تاثیر این دو عامل بر سطح تراز سفره آب زیرزمینی ناچیز است و میزان بارش و برف حوزه نمی تواند برداشت و بهره برداری بی رویه از آب زیرزمینی این منطقه را جبران نماید.