تناولت الدراسة الخصائص الجغرافية الطبيعية والمورفومترية لحوض وادي الثُّمَامَة، ولتحقيق أهداف الدراسة اُعتمد على برنامج (ArcGIS 10.8.1) في استخلاص بيانات نموذج الارتفاعات الرقمية (DEM)، ومنها: رُتب المجاري المائية، والخصائص التضاريسية کدرجة الانحدار، وخصائص نسيج الحوض، ککثافة التصريف، والخصائص الجيولوجية، والجيومورفولوجية، والبيانات المُناخية لبعض عناصر المناخ، وحساب مؤشر الغِطاء النباتي (NDVI)؛ لمعرفة کثافة الغِطاء النباتي الطبيعي.
وقد خلص البحث إلى أن وادي الثُّمَامَة من أودية الرتبة الخامسة، بعدد (843) مجرًى وبأطوال تجاوزت (1296.7) کم، وأن متوسط کمية هطول الأمطار السنوي (105.7) ملم، وأن التدفق السيلي وجريان الأودية في الحوض بطيء؛ بسبب انخفاض کثافة التصريف التي بلغت معدلاتها (1.2) کلم/کلم2، وخشونة نسيجة الطبوغرافي الذي بلغ (0.94) کلم/کلم2، وتصنيف درجة انحدار سطحه من شبه المستوي إلى الخفيف بنسبة بلغت (%90.3) من سطحه، ويُعزى ذلک إلى الترکيب الجيولوجي لتکوين العَرَمَة على ظهر حافة العَرَمَة، والرواسب الحصوية النشطة وغير النشطة، والرواسب الفيضية في وسط الحوض وعند مصبه، وامتصاص الغِطاء النباتي الطبيعي لبعض المياه الجارية فيه، وارتفاع درجة الحرارة، وتدني مستوى الرطوبة النسبية؛ مما يؤدي إلى جفاف التُربة وتشقّقها، وتتضح الفائدة من خلال تطبيق معادلات الخصائص المورفومترية على حوض وادي الثُّمَامَة، وذلک تبعًا للنتائج المستخلصة.