水体质量模式是一种用于描述污染物在水体中浓度变化的数学模型。其中，一级衰变水质模式的通用形式为：

Li = L0i * exp(-Ki * x / u)

式中，Li代表第i种污染物在下游x距离处的浓度（毫克/升），L0i是初始浓度（毫克/升），u是流速（公里/天），x是距离（公里），而Ki是衰变系数（天^-1）。对于多种污染物，总浓度的衰变模式可以表示为：

L = ∑(n种污染物的浓度)

另一种模式是衰变与恢复相结合，适用于描述污染物在特定时间点的浓度变化，如式(3)所示：

C(t) = C0 - ∑(ui * Ex * x + ui * Ey * y + ui * Ez * z * S(C,x,y,z,t))

根据不同情况，如河流、海水、河口、地下水和深湖，可以简化为一维、二维或三维模型。

一维河流水质模式，如溶解氧模式，考虑了耗氧、复氧、光合作用和呼吸作用等因素，如式(5)所示：

C(x,t) = C0 - K1 * L0 - KN * LN0 + K2 * (C_sat - C) + P-R * d * u

这里，参数需要通过实验估计。

湖泊水质模式则基于热传递、组成传递等多方面过程，如质量守恒原理下的模式(6)：

C湖(t) = C入流(t) + ∑(QV * C单元 - Dz * ∑Ci * ∆z - Vs * Ci * ∆z - S)

湖泊模式考虑的环境变量包括浮游生物、溶解氧、营养物质等，每个变量对应一个子模式，共同描述湖泊水质变化。

扩展资料

天然水体水质变化规律的数学描述，简称水质模式，是环境数学模式的一类。河流、河口、湖泊(水库)、地下水和海洋等天然水体虽有各自的水质模式，但是大同小异。水质模式主要用于预测、预报水体的污染趋向，研究水体污染特征以及水体环境的自然净化能力。