Vận hành các mô hình thủy văn dự báo dòng chảy không thể thiếu kết quả dự báo mưa số trị. Để dự báo định lượng mưa, bên cạnh việc tham khảo các biểu đồ phân tích synop, sử dụng phân tích các chỉ tiêu thống kê các đợt mưa, phân tích xác suất, mô hình thống kê và mạng thần kinh nhân tạo… đã cho các kết quả mô hình dự báo mưa từ các mô hình thời tiết số trị NWP, là động lực học khí tượng cơ sở lý thuyết cung cấp các phương trình mô tả sự tiến triển của khí quyển. Dự báo động lực sẽ dự đoán trạng thái tương lai của hoàn lưu sử dụng các xấp xỉ toán học của hệ phương trình động lực .
Trong nhiều năm qua, kết quả dự báo mưa từ các mô hình số trị được ứng dụng trong dự báo dòng chảy từ mưa đã đem lại nhiều hiệu quả to lớn như:
Mô hình RAMS (Regional Atmospheric Modeling System) được Đại học Tổng hợp Colorado (CSU) kết hợp với ASTER divsion- thuộc Mission Research Corporation phát triển đa mục đích. Đó là một mô hình dự báo số mô phỏng hoàn lưu khí quyển với qui mô từ toàn cầu cho đến các mô phỏng xoáy lớn (Large Eddy Simulation-LES) của lớp biên khí quyển hành tinh. Mô hình thường được sử dụng nhiều nhất để mô phỏng các hiện tượng khí quyển qui mô vừa (2-2000 km) từ dự báo thời tiết nghiệp vụ đến các ứng dụng để mô phỏng, quản lý chất lượng môi trường không khí.
Tại trường Đại học Thủy Lợi thông qua nghiên cứu hợp tác với Italia, mô hình thời tiết số trị khu vực BOLAM được ứng dụng chạy thử nghiệm dự báo nghiệp vụ trước 5 ngày lấy biên đầu vào từ các mô hình toàn cầu.
Mô hình dự báo thời tiết khu vực phân giải cao HRM là một mô hình số, công cụ linh hoạt cho nghiệp vụ dự báo thời tiết ngày nay. Mô hình HRM được cơ quan Khí tượng Đức (DWD) tạo ra và phát triển, cơ quan này sẽ cung cấp các số liệu cần thiết cho mục đích nghiên cứu cũng như chạy mô hình dự báo thời tiết. Mô hình HRM chạy dự báo cho ra kết quả của áp suất bề mặt ps, nhiệt độ T, hơi nước qv, lượng nước mây qc, lượng băng mây qi, các thành phần gió ngang u,v và một vài thông số bề mặt đất. Ngoài ra mô hình còn cho ra các kết quả cảnh báo với các biến tốc độ thẳng đứng ω, địa thế vị Φ, độ phủ mây clc, độ khuyếch tán tkvm/h. Các biến số này có trong hệ phương trình của mô hình.
Từ năm 2011, Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn Trung ương đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường đầu tư dự án mua các sản phẩm (dạng ảnh có sẵn trên trang web) và số liệu dạng số (dạng mã GRIB truyền qua mạng Internet) của Trung tâm Dự báo hạn vừa Châu Âu. ECMWF (ECMWF – European Centre for Medium-range Weather Forecasts) để phục vụ công tác dự báo khí tượng hạn ngắn – hạn dài nghiệp vụ. Các sản phẩm dự báo được cung cấp rất đa dạng gồm có dữ liệu dự báo số trị mưa, các yếu tố khí tượng như nhiệt độ, bốc hơi, độ ẩm… theo dạng lưới với thời gian dự báo theo hạn ngắn, hạn vừa và hạn dài .Đây là nguồn số liệu dự báo khí tượng toàn cầu toàn diện nhất mà Trung tâm dự báo Trung ương có thể khai thác. Thực tế dự báo định lượng mưa vẫn đang là bài toán thách thức các nhà khoa học hiện nay không chỉ riêng ở Việt Nam mà cả trên thế giới. Tuy vậy, các đánh giá chất lượng dự báo mưa trong một số nghiên cứu gần đây của Trung tâm dự báo Trung ương đã cho thấy nói chung các sản phẩm dự báo của các hệ thống mô hình toàn cầu và khu vực hiện tại đã phần nào đáp ứng được nhu cầu của bài toán dự định lượng mưa. Đó là việc phát hiện về diện và ước lượng sơ bộ về định lượng các đợt mưa lớn trên các lưu vực sông trước 5-10 ngày, nhận định sơ bộ tổng lượng mưa trước 1 tháng.
Một số loại số liệu viễn thám khác là số liệu địa hình (DEM), sử dụng đất, loại đất, địa chất. Số liệu DEM có GTOPO30, Hydro1k (USGS), Global Map(ISCGM), trong đó nên sử dụng số liệu mới nhất từ nguồn Global Map với tỷ lệ 30x30m cho Việt Nam phát hành từ tháng 3/2007. Số liệu sử dụng đất, thảm phủ, địa chất… có thể khai thác từ Global Map, USGS, UNEP được cập nhật năm 2007 và được sử dụng trong đề tài :”Nghiên cứu tích hợp mô hình mã nguồn mở với dữ liệu mưa toàn cầu để dự báo nguồn nước mặt lưu vực sông liên tỉnh, liên Quốc gia. Áp dụng thử nghiệm tại lưu vực sông Srêpôk”. Bản đồ DEM tỷ lệ 30x30m hoàn toàn có thể đáp ứng cho mô hình thủy văn áp dụng cho thượng lưu các sông là vùng núi cao với cao độ thường trên 500 – 1000m. Các số liệu DEM, sử dụng đất, thảm phủ mặt đất cho toàn bộ lưu vực sông Srêpôk sẽ được bổ sung từ các đề tài, dự án đã được thực hiện để đảm bảo nâng cao chất lượng mô phỏng của mô hình thủy văn thông số phân phối .
