معدن مس سرچشمه دومین معدن روباز مس بزرگ جهان است که فعالیتهای معدنی، عملیات آبگیری و سدسازی آن میتواند سبب آلودگی منابع آب سطحی و زیرسطحی منطقه شود. در این مطالعه به منظور ارزیابی غلظت فلزات سنگین در 82 نمونه آب سطحی (924 پارامتر کیفی) از شاخص آلودگی فلزات سنگین (HPI)، شاخص ارزیابی فلزات سنگین (HEI) و درجه آلودگی (Cd) استفاده شده است. همچنین متغیرهای اصلی مؤثر بر شاخصهای آلودگی با استفاده از تحلیل مؤلفههای اصلی (PCA) شناسایی و از ترکیب PCA و مدل رگرسیون خطی چندگانه (MLR) به منظور تدوین روابط جدید برای محاسبه شاخصهای HPI, HEI, Cd با حداقل پارامترهای مورد نیاز استفاده شد. منطقه مورد بررسی به سه زیربخش با فعالیتهای مختلف تقسیم و غلظت عناصر سنگین آب در هر زیربخش با حداکثر مجاز قابل شرب WHO مقایسه شد. با توجه به نقشههای پهنهبندی GIS، بیشترین مقادیر فلزات در سایتهای معدنکاری و در سد رسوبگیر و کمترین آنها در رودخانه شور مشاهده شد. طبق نتایج شاخص HPI، 70 درصد نمونهها در محدوده بحرانی 100 تا 3/482245 قرار گرفتند و فقط 30 درصد از نمونهها در طبقه آلودگی کم قرار داشتند. نتایج شاخصهای HEI و Cd نشان دادند که به ترتیب 79 (96%) و 69 (٪2/84) نمونه به فلزات سنگین آلوده میباشند. چهار مؤلفه اصلی با روش PCA انتخاب که مؤلفه اول با 3/63 درصد از واریانس کل دادهها شامل بارگذاری عناصر آلومینیوم، کادمیوم، کبالت، آهن، روی، منگنز و نیکل بود. علیرغم محدوده بسیار وسیع تغییرات شاخصها، کارآیی مطلوب روابط پیشنهادی MLR-PCA با تعداد متغیرهای کمتر برای منطقه مطالعاتی تائید شد. از یافتههای تحقیق حاضر و روابط خطی پیشنهادی میتوان به منظور بررسی اقدامات پیشگیرانه و کنترل آلودگی آبها به فلزات سنگین در آینده در منطقه مس سرچشمه و توسعه روابطی برای مناطق مشابه استفاده کرد.