Cấu trúc mô hình HYPE gồm nhiều quá trình diễn ra trên lưu vực, trong đó các quá trình chính như các quá trình diễn ra trên mặt đất, chu trình vận chuyển trong đất, các quá trình trong sông, hồ, Các quá trình nitơ và photpho trong chu trình vận chuyển trong đất, sông , hồ, quản lý nước.
Các quá trình diễn ra trên mặt đất
– Nhiệt độ không khí và mưa trên lưu vực (tempi) được phụ thuộc vào vị trí của từng lưu vực(trên núi, gần biển..) và độ cao của lưu vực so với mực nước biển. Nhiệt độ và mưa được hiệu chỉnh cho phù hợp với từng điều kiện của lưu vực trước khi đưa vào mô hình.
– Bốc hơi tiềm năng được tính dựa trên nhiệt độ. Khi nhiệt độ không khí cao hơn điểm sương thì bốc hơi xảy ra. Tuyết tan và bốc hơi có cùng điểm sương. Ngoài ra, bốc hơi còn phụ thuộc theo mùa. Bốc hơi mặt đất thưởng chỉ xuất hiện ở 2 lớp đất trên, giảm theo hàm mũ theo độ sâu.
– Lắng đọng khí quyển của nitơ, phot pho trên mặt đất có dạng kết tủa ướt của Nitơ và phot pho khi có mưa và kết tủa khô phụ thuộc vào thảm phủ thực vật và tuyết. Còn trong sông, hồ, kết tủa nitơ,photpho ướt và khô là được tính toán vì nồng độ lượng mưa là được thiết lập và một phần kết tủa khô được tạo từ nước sông hoặc hồ.
Quá trình vận chuyển nước dưới đất
Đất trong mô hình HYPE được chia thành 3 lớp, độ dày của từng lớp khác nhau. Một lớp bao gồm sự kết hợp của loại đất và sử dụng đất. Mô hình giả sử khả năng giữ nước của các lớp đất là đồng đều, tuy nhiên nó có thể được thay đổi theo độ dày của lớp đất cũng như có thể giả định thông số cho từng lớp đất.
Các quá trình chuyển động của nước trong đất đều được mô phỏng trong mô hình bao gồm mưa, tuyết tan, bốc hơi, thấm, chảy tràn bề mặt, dòng chảy sát mặt, bổ cập nước ngầm, dòng chảy ngầm…
Các quá trình trong sông, hồ
Trong mô hình HYPE có thể chứa hai loại sông ( sông nhánh và sông chính) và hai loại hồ (hồ trên lưu vực và hồ tại cửa ra lưu vực). Các sông chính và sông nhánh có trên tất cả các tiểu lưu vực và chiều dài của từng loại được tính bằng cách lấy căn bậc hai diện tích của lưu vực đó.
Trong mô hình, quá trình dòng chảy trong sông hồ được mô tả như sau: dòng chảy trên các phần diện tích của sông nhánh sẽ đổ vào sông nhánh, sau đó một phần sẽ chảy vào các hồ trên lưu vực, phần còn lại chảy vào sông chính. Nếu có dòng chảy đến từ các lưu vực ở thượng lưu bổ sung cho dòng chảy trên sông nhánh thì cả hai sẽ chảy vào sông chính. Hồ ở cửa ra lưu vực sẽ nhận toàn bộ lượng nước từ dòng chảy trên các sông nhánh và dòng chảy từ lưu vực thượng lưu.
Hoạt động khai thác và quản ly nước
Với một tiểu lưu vực nhất định, nước có thể lấy từ các hồ tại cửa ra lưu vực, các hồ trên lưu vực, dòng chính và nước ngầm. Những nguồn nước này có thể sử dụng riêng hoặc kết hợp. Ngoài ra, HYPE còn có thể lấy nước từ một nguồn không giới hạn bên ngoài lĩnh vực của mô hình.
Kết quả đầu ra của mô hình bao gồm: Các chỉ tiêu đánh giá mô phỏng (NASH, RMSE, độ lệch chuẩn giữa các giá trị thực đo, mô phỏng…), Bốc thoát hơi nước, dòng chảy tràn trên bề mặt và dòng chảy tại cửa ra từng lưu vực, Lượng nước tích lũy từng lưu vực, Kết quả vận chuyển chất dinh dưỡng hàng năm của từng lưu vực và từng nguồn.
