Mô hình ANN (mô hình mạng thần kinh nhân tạo) cho phép thiết lập mối quan hệ đa dạng và trực tiếp các biến đầu vào và đầu ra, phản ánh tính chất của cả mô hình nhận thức và mô hình hộp đen. Mô hình này thích hợp cho tính toán và dự báo lũ quét, lũ lớn trên các lưu vực nhỏ, nơi chỉ có số liệu mưa và mực nước. ANN có 2 nhược điểm: mất nhiều thời gian chạy chương trình, khó áp dụng cho các lưu vực không có số liệu. So sánh với các mô hình đang sử dụng hiện nay trong thủy văn, kết quả mô phỏng của ANN rất khả quan, kể cả dự báo kiểm tra độc lập