水质数学模型是描述水体水质变化规律的数学描述。它可用于水体水质的预测、研究水体的污染与自净以及排污的控制等。水质数学模型的基本方程建立水质模型步骤如下：
- 收集和分析与建模有关的资料和信息，为建模作好准备工作。
- 根据取得资料和数据，选择适当模型变量，确定变量之间的相互影响与变化规律，写出描述这些关系的数学方程的最佳结构形式，反映描述现象的基本特征。
- 在模型方程中包含有一些参数值，这些参数值需要用某种方式加以确定，如经验公式，室内实验或数学方法等。但是，确定参数时必须使得到的数值在代入模型后能较好地重视观测数据。
- 水质模型建立后，必须检验模型结构是否有效，是否有预言能力。
水质数学模型分类方法很多，从模拟的对象上看，可分为溶解氧（DO）模型、生化需氧量（BOD）模型、重金属模型、放射性模型等。生化需氧量和溶解氧是两个最重要的水质指标，在建立有机物质的水质模型中，往往以这两个指标为依据。参数估值水质模型参数估值是确定水质模型各待定参数值的方法和过程。是建立和应用水质模型的关键。其方法可分为单参数估值法和多参数估值法两类。前者可由实测数据或经验公式对各参数分别估值；后者一般以水质的实测值与模拟值两者所构成的误差平方和为评价目标，通过最优化技术求解出最佳参数值的结合。由若干组实测数据估得的参数值，应进行标定误差的检验，并应用另外若干组实测数据进行模型预测误差的验证。当从事战略性水质规划而又缺乏实测水质数据时，也可直接采用类比数据确定参数值。
