SWAT giả thiết dòng chảy chính có dạng hình thang (Hình 3.15).
Hình 3.15. Dòng chảy dạng hình thang
Trong đó, depth là độ sâu mực nước trong sông (m), W là chiều rộng đỉnh sông ứng với độ sâu mực nước (m), Wbtm là chiều rộng đáy sông (m), zch là giá trị nghịch đảo của độ dốc sông (theo giả thiết trong SWAT, zch = 2).
Chiều rộng đáy sông được tính toán theo công thức (S.L. Neitsch et al., 2005): Wbtm = Wbnkfull – 2 . zch . depthbnkfull (3.6)
Trong đó, Wbnkfull là chiều rộng đỉnh sông khi đầy nước (m), depthbnkfull là độ sâu mực nước trong sông khi đạt đến đỉnh sông (m). Bởi vì giả thiết zch = 2, nên có thể chiều rộng đáy sông tính theo phương trình 3.6 nhỏ hơn hoặc bằng 0. Nếu trường hợp này xuất hiện, mô hình đặt Wbtm = (0,5 . Wbnkfull) và tính toán lại giá trị zch theo phương trình:
( )
(3.7)
Phương trình Manning cho dòng chảy đồng nhất được dùng để tính toán lưu lượng và vận tốc dòng chảy tại từng đoạn sông ứng với thời gian bước nhảy cho trước (S.L. Neitsch et al., 2005):
[43]
(3.9)
Trong đó, qch là lưu lượng dòng chảy trong sông (m3/s), Ach là diện tích mặt cắt dọc dòng chảy trong sông (m2), Rch là bán kính thủy lực của sông ứng với độ sâu dòng chảy (m), slpch là độ dốc dọc theo chiều dài sông (m/m), n là hệ số nhám Manning (phụ thuộc vào đặc điểm bề mặt đất) và vc là vận tốc dòng chảy (m/s).
Diện tích mặt cắt dọc dòng chảy Ach (m2) được tính toán theo công thức (S.L. Neitsch
et al., 2005):
Ach = (Wbtm + zch . depth) . depth (3.10)
Bán kính thủy lực của sông Rch (m) được tính bởi công thức (S.L. Neitsch et al., 2005):
(3.11)
Trong đó, Pch (m) là tham số ẩm của sông được tính theo công thức (S.L. Neitsch et al., 2005):
Pch = Wbtm + 2 . depth . √ (3.12)
Độ dốc sông là tỉ lệ giữa chênh lệch độ cao thấp nhất và cao hơn của sông (∆Ec) với chiều dài sông tính từ điểm đầu và điểm cuối của sông dọc theo dòng sông chính (Lc) theo công thức (Mohammad Karamouz et al., 2003):
(3.13)