水环境数学模型是研究地表水环境演变规律、认识污染物质迁移转化，以及管理水资源和提供工程建设指导的重要工具之一。随着计算机技术快速发展和算法优化，集成和开发出的地表水环境模型和可视化工具软件层出不穷。尽管模型数量越来越多，但大都基于相同的流体力学和水生态环境学理论，《水环境数学模型原理及应用》致力于从水环境数学模型背后的基本原理出发，并以代表性模型——环境流体动力学模型(environmental fluid dynamic code,EFDC)为例，阐述将理论应用于实际研究和工程的实操过程。
著名统计学家 Box 有句经典名言：“所有模型都是错误的，但有些模型有用。”但后面一句常被忽略，“记住，所有模型都是错误的；关键的问题是模型错到什么程度就没有用处了”。每个模型都将是错误的，水环境模型也是如此，即模型或多或少地都在简化过程中“出错”，这也正是模型建立完成后用不同类型的误差予以度量的原因。但其中有些是有用的，即使模型无法准确描述现实，只要模型结果足够接近实测值，那么模型就是有用的，在这种情况下，如果错误的模型也能帮助做出更好的决策并降低风险，那么它就是有价值的。
在建立水环境模型时，通过数学形式对目标水体进行合理简化，抓住系统的主要影响因素，忽略次要因素，使得模型能够“为我所用”，考虑到这一点，模型可能适用于任何分析。在这个层面上，如何准确把握“简化”的分寸尤为重要，对机理的理解则是保证模型简化合理的重中之重。本书正是从常用水环境数学模型背后普遍适用的流体力学出发，从机理到案例，从底层逻辑到上层设计，深入浅出、由简至繁地展示了将现实存在的水环境系统在计算机上一步步构建成型的过程。
全书分为 7 章。
第 1 章为绪论，主要介绍了水动力模型、水质模型、水生态模型的研究历程和地表水环境数学模型的发展趋势，并对国内外常用数值模型软件进行了对比。
第 2 章为环境流体动力学模型基本理论，主要阐述了水动力模块、物质输运模块、温度和传热模块、泥沙输运模块、水质与富营养化模块的基本理论。
第 3 章为地表水环境模型构建程序，从问题分析和对象识别、模型的选择、研究区域的确定和网格划分、边界条件与初始条件的确定、模型参数不确定性和敏感性分析、模型的率定和验证、模型结果展现与分析几个方面介绍了水环境模型建立的全过程。
最后的第 4～7 章重点讨论了四类典型地表水体：河流、浅水湖泊、深水水库、河口的经典案例，详细介绍了地表水环境模型构建过程中对于不同类型水体处理方法的共性和差异。
李一平，任职于河海大学环境学院 教授、博士生导师，同时受聘于美国北卡大学教堂山分校客座教授，美国阿拉巴马大学和加拿大温莎大学兼职博士生导师，《水资源保护》副主编，“水环境模拟与预测”学术年会发起人，全国河（湖）长制培训常聘授课教师。中国水利学会江苏省环境分会副主任委员、中国海洋湖沼学会湖泊分会常务理事、中国地理学会湖泊与湿地分会委员等。主要从事水环境系统规划评价、河湖富营养化机理及水环境数学模型等方面的研究与应用工作。作为主编现已出版专著《太湖水生态动力学模型研究》、全国河（湖）长制培训系列教材之《水污染防治》、《全国河湖长制适用技术指南》和《全国河湖长制适用技术细则》，作为副主编参编《地表水环境影响评价数值模拟方法及应用》，作为编委参编《英汉汉英水环境科技词典》。参与国家法规化质量管理模型遴选、地表水环境影响评价技术导则修编、数学模型应用指导教材编...
