Mơ hình SWAT mơ phỏng q trình thuỷ văn diễn ra trên lưu vực.
Mơ hình chia dòng chảy thành ba pha: pha mặt đất, pha dưới mặt đất (sát mặt, ngầm) và pha trong sông.
Pha mặt đất diễn tả các thành phần dịng chảy mặt, phần xói mịn.
Pha sát mặt diễn tả các thành phần dòng chảy sát mặt, dòng chảy ngầm.
Pha trong sông diễn tả diễn tốn lượng dịng chảy tới mặt cắt cửa ra của lưu vực.
2.2.1. Pha đất của chu trình thuỷ văn
Chu trình thuỷ văn được mơ tả trong mơ hình SWAT dựa trên phương trình cân bằng nước như sau:
) Q W E Q R ( SW SW surf a seep gw t 1 i day 0 t (2.1) trong đó:
SWt là tổng lượng nước tại cuối thời đoạn tính tốn (mm) SWo là tổng lượng nước ban đầu tại ngày thứ i (mm) T là thời gian (ngày)
Rday là tổng lượng mưa tại ngày thứ i (mm) Qsurf là tổng lượng nước mặt của ngày thứ i (mm) Ea là lượng bốc thoát hơi tại ngày thứ i (mm)
Wseep là lượng nước đi vào tầng ngầm tại ngày thứ i (mm) Qgw là lượng nước hồi quy tại ngày thứ i (mm)
1. Các yếu tố khí hậu
Các yếu tố khí hậu của lưu vực cung cấp số liệu đầu vào của mơ hình để kiểm sốt cân bằng nước và xác định mối liên quan giữa các thành phần khác nhau trong chu trình thuỷ văn. Các biến khí hậu được sử dụng trong mơ hình SWAT là mưa, nhiệt độ tối cao, nhiệt độ tối thấp, độ ẩm, vận tốc gió, bức xạ. Các số liệu này được lấy ở những trạm đo khí tượng và trạm đo mưa.
2. Các yếu tố thuỷ văn
Khi lượng mưa rơi xuống, nó có thể bị chặn trong tầng lá cây hoặc rơi xuống bề mặt đất. Nước trên bề mặt đất sẽ thấm vào trong đất hoặc chảy tràn trên bề mặt lưu vực. Nước di chuyển một cách tương đối nhanh chóng về phía kênh dẫn tạo ra dòng chảy trực tiếp. Lượng nước thấm vào trong đất sẽ đóng góp cho dịng chảy ngầm. Tính tốn thuỷ văn trong mơ hình bao gồm các thành phần sau :
- Diễn tốn dịng chảy ngầm - Tính các tổn thất
- Diễn tốn dịng chảy mặt - Diễn toán trong hồ chứa - Diễn toán trong kênh dẫn
2.2.2. Pha diễn tốn của chu trình thuỷ văn
Mơ hình SWAT có thể xác định sự chuyển tải lượng nước, bồi lắng, những chất dinh dưỡng và những thuốc bảo vệ thực vật tới kênh chính, rồi diễn tốn theo mạng lưới sông suối trên lưu vực. Ngồi việc tính tốn lưu lượng nước, mơ hình cịn mơ tả sự biến đổi của các hoá chất trong kênh.
1. Diễn tốn trong sơng
Việc diễn tốn trong sơng có thể được chia thành bốn thành phần: Nước, chất bồi lắng, những chất dinh dưỡng và hoá chất hữu cơ.
2. Diễn toán qua hồ chứa
Sự cân bằng nước cho những kho chứa bao gồm dòng chảy đến, dịng chảy ra, mưa trên bề mặt, bốc thốt hơi, thấm qua đáy hồ và những cơng trình phân nước.