As modelagens hidrológicas são amplamente utilizadas em vários estudos e pesquisas para a gestão de recursos hídricos, tendo sido desenvolvidas para enfrentar os desafios e os diferentes níveis de complexidade das bacias de drenagem. Nesse contexto, o objetivo deste artigo é demonstrar o uso da modelagem hidrológica com o SWAT+ (Soil and Water Assesment Tool Plus) como ferramenta para a simulação de processos e a análise ambiental em pequenas bacias hidrográficas, destacando desafios e soluções encontrados para uma modelagem satisfatória. Para isso, a bacia hidrográfica do Rio Iconha, localizada no estado do Espírito Santo (Brasil), foi usada como exemplo, executando-se sua modelagem, calibração e validação. Fica demonstrado que os principais desafios estão ligados à carência de dados espaciais em escala adequada e à disponibilidade de dados de monitoramento para a validação da modelagem. Por outro lado, a versatilidade de simulação de cenários e a capacidade de representação dos aspectos quantitativos ligados aos diversos processos hidrossedimentológicos são destacadas como os principais pontos positivos do SWAT+. Assim, a modelagem hidrológica surge como uma alternativa para a quantificação de diversas variáveis, entradas e saídas do sistema, principalmente no que tange às demandas de aplicação e avaliação de métodos e conceitos associados ao planejamento de bacias hidrográficas.