برآورد کاهش محصول در صورت وجود تنش می باشد.
تنش های وارده بر محصول که در مدل شبیه سازی می شود ناشی از عوامل زیر می باشند :
کم آبی (Deficit water)
زیادی آب (Excess water)
کاشت دیر محصول (Planting delay)
شوری آب (Salinity)
۳-۳-۲- فرضیات اساسی مدل
۱- اصل بیلان جرمی آب
یکی از معادلات پایه در مدل، معادله بیلان آبی است که برای مقطعی از خاک با سطح واحد در نقطه میانی بین دو زهکش در نظر گرفته شده است و از سطح زمین تا لایه غیر قابل نفوذ ادامه دارد. بیلان بندی در این مدل به دو بخش طبقه بندی می شود :

الف) بیلان بندی سطحی: مدل بیلان آب سطحی را به منظور برآورد نفوذپذیری، رواناب و نگهداشت سطحی^[۵] انجام می دهد که مقدار نگه داشت سطحی بسته به نوع عملیات شخم و تهیه زمین از ۱/۰ تا بیش از ۳ سانتی متر متغیر می باشد.
(۷-۳) 
که در آن F نفوذپذیری، تغییرات میزان ذخیره رطوبت در خاک،P بارش و RO رواناب سطحی است. در شکل۲-۳ شماتیکی از مولفه های بیلان آب در مدل Drainmod نشان داده شده است.
شکل۲-۳- مولفه های بیلان آب در مدل Drainmod
ب) بیلان بندی زیرسطحی: مدل بیلان آبی را برای مقطع نازکی از خاک که بین دو زهکش قرار گرفته است تهیه می کند. بیلان زیر سطحی آب به صورت زیر نوشته می شود :
(۸-۳) 
که در آن ΔV_a، تغییرات میزان رطوبت در خلل و فرج، D عمق آبی که از طریق آبیاری زیرزمینی تأمین می‌گردد و یا عمق آب زهکشی خارج از مقطع مورد نظر، ET عمق تلفات ناشی از تبخیر و تعرق، D_s مقدار تلفات عمقی آب و F میزان آب ورودی به درون مقطع مزبور می‌باشد (لیاقت و کاویانی، ۱۳۸۴).
محاسبه دبی خروجی از زهکش ها
برای محاسبه دبی خروجی از زهکش ها هرگاه خاک اشباع نباشد، شدت تخلیه زهکش‌های زیرزمینی از معادله هوخهات به‌ ترتیب زیر به دست می آید :
(۹-۳) 
که در آن q شدت تخلیه زهکش، K_e هدایت هیدرولیکی خاک، m ارتفاع سطح ایستابی در حد وسط و بالای سطح استقرار زهکش ها ( بار آبی)، L فاصله زهکش های زیرزمینی و d_e عمق معادل لایه غیر قابل نفوذ زیر محل استقرار زهکش ها است. در این معادله عمق معادل به جای عمق واقعی لایه غیر قابل نفوذ بکار گرفته می‌شود تا اثر همگرایی جریان در افت بار نزدیکی زهکش ها اعمال گردد (Skaggs, ۱۹۹۱).
هر‌گاه سطح ایستابی در سطح خاک قرار گرفته باشد، شدت تخلیه از معادله کرکهام محاسبه می‌گردد:
(۱۰-۳) 
(۱۱-۳)
که در آن  عمق آب استغراقی روی سطح خاک، b عمق نصب زهکش، شعاع موثر زهکش، G یک سری نا متناهی که تابعی از عمق نصب زهکش ها و شعاع زهکش است. h عمق نیمرخ خاک، d ضخامت لایه خاک از محل نصب زهکش ها تا لایه غیر قابل نفوذ وL فاصله زهکش ها می‌باشد. از مقایسه روابط (۹-۳) و (۱۰-۳) تساوی زیر بین متغیرهای فیزیکی بکار رفته حاصل می‌گردد (لیاقت و کاویانی، ۱۳۸۴) :
(۱۲-۳) 
شکل۳-۳- محل متغیرهای فیزیکی به کار رفته در مدل
معادله نفوذ
مقدار نفوذ آب به داخل خاک از طریق معادله ی گرین-امپت تعیین می گردد که شکل معادله بسته به نوع فرضیات و شرایط مرزی متفاوت خواهد بود. شکل صریح آن با فرض:
شرایط اشباع خاک
نیمرخ همگن خاک
عدم وجود سله در سطح خاک
بار آبی ثابت در سطح خاک
نفوذ طولانی مدت
به صورت معادله ۱۳-۳ خواهد بود:
(۱۳-۳)
که f شدت نفوذپذیری و A و Bضرایب تجربی هستند که از طریق معادلات ریاضی و با توجه به هدایت هیدرولیکی، رطوبت اولیه خاک و توزیع آن و شرایط سطحی نظیر پوشش وسله سطحی تعیین می شوند. اما این پارامتر ها ممکن است در شرایط بارندگی تغییر کنند لذا چهار روش برای بدست آوردن a وb ذکر شده که از این میان استفاده از معادلات زیر توصیه می شود (Skaggs, 1998):
(۱۴-۳)
(۱۵-۳)
Ks: هدایت هیدرولیکی اشباع قائم M: تفاوت حجم خاک پر شده از آب در حالت رطوبت موجود واشباع است (). Sav : مکش در جبهه رطوبتی (cm) است.
این مدل اولین بار توسط اسکگز در شمال کارولینا مورد ارزیابی قرار گرفت که البته در چند جای دیگر آزمایشات مشابهی انجام شد. اگر چه این مدل توانایی شبیه سازی همه جانبه حرکت آب در نیمرخ خاک را دارد ولی محدودیت هایی هم دارد. از جمله محدودیت های مدل کاربرد آن در شرایط اقلیم مرطوب، موازی بودن زهکش ها در شرایط زهکشی زیرزمینی، کاربرد مدل در شیب کمتر از پنج درصد و عدم کاربرد مدل در شرایط یخبندان است (Skaggs, 1998).
مدل برای شبیه سازی وضعیت زهکشی دو حالت را مدنظر قرار می دهد( (Sinai et al., 2005:
مانداب سطحی وجود نداشته باشد(سطح خاک به وسیله آب پوشیده نشده باشد) : این حالت زمانی اتفاق می افتد که سطح ایستابی پایین تر از سطح خاک واقع شده باشد. در چنین حالتی شدت تخلیه زهکش زیرزمینی با بهره گرفتن از معادله هوخهات محاسبه می شود. در این معادله عمق معادل بجای عمق واقعی غیرقابل نفوذ لحاظ می گردد. علت این امر، وارد نمودن افت بار شعاعی و همگرایی جریان در نزدیکی زهکش ها است. اثر افت بار شعاعی و همگرایی که بدلیل همگرایی خطوط جریان به طرف منافذ لوله های زهکش وجود دارد به وسیله پارامتری به نام شعاع مؤثر لوله زهکش (re) وارد معادلات می شود. فرض بر این است که یک لوله زهکش کاملا باز با شعاع re ، همان افت بار شعاعی و همگرایی را تولید می کند که یک لوله واقعی با شعاع r ایجاد می نماید. در صورتی که خاک مطبق وجود داشته باشد هدایت هیدرولیکی معادل برای نیمرخ خاک درنظر گرفته می شود.
مانداب سطحی وجود دارد( سطح ایستابی دقیقا روی سطح خاک و یا بالاتر از آن قرار گرفته باشد): در این حالت شدت تخلیه از معادله ی کرکهام محاسبه می گردد. استفاده از معادلات با این فرض صورت می گیرد که حرکت آب بطرف زهکش ها بواسطه خصوصیات خاک محدود می باشد و ظرفیت هیدرولیکی لوله های زهکش عامل محدود کننده نیست.
مدیریت آب زهکشی^[۶] عملیاتی است در هر خروجی سیستم مرسوم زهکشی، برای تنظیم مصنوعی دامنه سطوح آب از سطح خاک تا پایین زهکش‌ها که با ایجاد حایل در برابر جریان آب توسط یک سازه کنترل آب صورت می گیرد، همانند شکل ۴-۳٫
شکل ۴ -۳- استفاده از سازه‌های کنترل برای اداره سطح ایستابی
مدل Drainmod به منظور شبیه سازی نوسانات سطح ایستابی، چهار مدیریت مختلف را بر روی سیستم های زهکش اعمال می کند. این مدیریت ها عبارتند از:
الف) زهکش های مرسوم( معمولی)^[۷] ب) زهکش های کنترل شده^[۸] ج) آبیاری زیرزمینی ^[۹] د) سیستم مرکب ^[۱۰]