水利模型的目的主要是為了描述環境污染物在水中的運動和遷移轉化規律，為水資源保護服務。它可用于實現水利模擬和效果評價，進行說理預報和預測，制訂污染物排放標準和水質規劃以及進行水域的水質管理等，是實現水利設施建設控制的有力工具。
水利模型至今已有70多年的歷史。最早的水利模型是于1925年在美國俄亥俄河上開發的斯特里特－菲爾普斯模型。它是一個DO－BOD模型。之后，經諸多學者改進，逐步完善。1977年美國環境保護局發表的QUALll型，是這類模型的代表。它的版本 QUAL2E（1982）能模擬任意組合的15種水質參數。80年代之后，隨著水利模型研究的深入，另一類描述水中有毒物的模型應運而生。由于考慮了泥沙的作用，使這類模型變成了一個描述水流、泥沙和其他水質組分相互作用的氣、液、固三相共存的復雜體系。它的代表作是美國環境保護局推出的WASP5模型（1994）。它能模擬有毒物質在水中發生的酸堿平衡、揮發、沉淀、溶解、水解、生物降解、吸附和解析、氧化還原、生物聚集、光解等過程以及大氣的干、濕沉降物。與此同時，以食物鏈和能量傳遞為主線的生態學模型也有了長足的發展?，F代水利模型因其復雜性一般要采用各種數值解法，應用計算機來完成。