SWAT là mô hình tích hợp, có thể mô phỏng các quá trình diễn ra trong môi trường đất và nước. Mô hình SWAT xem xét nhiều mối quan hệ, nhiều biến khi giải quyết bài toán môi trường. Điều này giúp người sử dụng có thế đánh giá chất lượng nước và đất trong thời gian dài trên khu vực rộng lớn và phức tạp. Mô hình SWAT có thể mô phỏng sự lan truyền ô nhiễm điểm và ô nhiễm phân tán trong đất và nước. Mô hình SWAT là công cụ hỗ trợ đắc lực cho người ra quyết định để thực hiện bài toán quy hoạch, giúp dự báo những ảnh hưởng về mặt môi trường khi thay đổi quy hoạch sử dụng đất. Vì vậy cấu trúc của mô hình SWAT thường gồm: mô hình lưu vực và mô hình diễn toán.
Mô hình lưu vực
Chu trình thủy văn của mô hình lưu vực được mô tả trong mô hình SWAT dựa trên phương trình cân bằng nước:
Trong đó:
– SWt là tổng lượng nước tại cuối thời đoạn tính toán (mm);
– SWo là tổng lượng nước ban đầu tại ngày thứ i (mm);
– t là thời gian (ngày);
– Rday là số 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 ngày thứ i (mm);
– Qgw là số lượng nước hồi quy tại ngày thứ i (mm)
Mô hình diễn toán
Mô 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 toán theo mạng lưới sông suối trên lưu vực. Ngoài việc tính toán lưu lượng nước, mô hình còn mô tả sự biến đổi của các hóa chất trong kênh. Mô hình diễn toán trong sông bao gồm 2 thành phần:
· Diễn toán trong sông. Nước được diễn toán qua hệ thống kênh dẫn bởi phương pháp diễn toán lượng trữ hoặc diễn toán Muskingum. Cả hai phương pháp đều dựa trên mô hình sóng động học. Tổn thất dòng chảy trong sông được chia ra thành hai thành phần: tổn thất dọc đường và tổn thất do bốc hơi. Lượng nước trữ trong đất dưới đáy kênh sẽ đóng góp cho thành phần dòng chảy. Lượng nước đóng góp này sẽ được tính toán theo hệ số triết giảm tương tự như trong tính toán thành phần dòng chảy ngầm.
- Diễn toán qua hồ chứa. Sự cân bằng nước cho hồ chứa bao gồm dòng chảy đến, dòng chảy đi, mưa trên bề mặt, bốc thoát hơi, thấm qua đáy hồ và các công trình phân nước.
