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描述湖泊水质的物理、化学和生物转化过程的数学表达式。湖泊水质模型可用于预测湖泊水质的变化趋势，为湖泊水质规划与管理提供定量依据。 湖泊水质模型的建立较为复杂，尤其是深水湖泊，水体存在分层现象，建立模型就更为复杂。湖泊水质模型的建立，始于20世纪60年代中期，现仍在发展之中。根据湖泊的形状与性质，其水质模型可分为完全混合型和非均匀混合型两大类。 完全混合型湖泊水质模型 适用于污染物排入湖泊水域后，在湖流和风浪作用下，湖泊中污染物质分布基本均匀的状况。根据物质平衡原理，完全混合型湖泊水质模型的基本方程为： 对易降解的污染物质
对难降解的污染物质
式中，V为湖泊的蓄水量；C为某污染物质浓度；W为单位时间从各途径排入湖泊的污染物质量；Q为出湖流量；t为时间；K为湖中某污染物质降解率。 据式（1）可求得应用于湖水有机污染物五日生化需氧量（BOD5）的模型（此模型组分如改为磷、氮，则可应用于研究富营养化），并可将其应用于湖水中溶解氧的模型。 非均匀混合型湖泊水质模型 在非均匀的状态下，湖水中污染物质的稀释扩散实际是三维扩散问题，求解较为困难。解决的途径是将湖泊的水力、水文、水质状况加以简化，采用一维模型或二维模型来描述湖水水质变化过程。例如，在平面上将一个湖泊分成若干段，每一段又在垂向上分成一定高度的若干块，再根据质量平衡原理列出各块的水质模型。比如，在深的水库或湖泊中，夏、秋季节往往发生热分层现象，这时可以将其分为上下两层或若干层；根据质量平衡原理，先建立各分层的水质模型，进而得出整个水深方向上的浓度分布。
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