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地下水污染数学模型是描述地下水中污染物随时间和空间迁移转化规律的数学方程。污染模型的建立可以给出排入地下水中污染物的数量与地下水水质之间的定量关系，从而为水质预测及影响分析提供理论依据，便于进行地下水污染修复。
目前，已提出各种各样的地下水污染模型，按不同的分类方法可划分为以下几类：
按时间特性划分为动态模型和静态模型。描述地下水中水质组分的浓度随时间变化的水质模型称为动态模型;描述地下水中污染组分的浓度不随时间变化的水质模型称为静态模型。
按水质模型的空间维数划分为一维、二维、三维水质模型。描述水质组分的迁移变化在一个方向上是主要的，另外两个方向上是均匀分布的，这种水质模型称为一维水质模型;描述水质组分的迁移变化在两个方向上是主要的，在另外一个方向上是均匀分布的，这种水质模型称为二维水质模型;描述水质组分的迁移变化在三个方向进行，该水质模型称为三维水质模型。
按描述水质组分的多少划分为单一组分和多组分的水质模型。地下水中某一组分的迁移转化与其他组分没有关系，描述这种组分迁移转化的水质模型称为单一组分水质模型;地下水中一组分的迁移转化与另一组分(或几个组分)的迁移转化是相互联系、相互影响的，描述这种情况的水质模型称为多组分水质模型。
按水质组分类型划分为耗氧有机物、无机盐、悬浮物、放射性物质等的单一组分的水质模型，难降解有机物水质模型，重金属迁移转化水质模型等。
按污染物的性质划分为惰性污染物迁移扩散模型和非惰性污染物迁移扩散模型。污染物进入地下水中后，随着介质的运动不断地变换所处的空间位置，还由于扩散作用不断向周围扩散而降低其初始浓度，但不会因此而改变总量，不发生衰减，这种污染物称为惰性污染物(如重金属、很多高分子有机化合物等)。污染物进入地下水后，除了随着介质流动而改变位置、并不断扩散而降低浓度外，还因自身的衰减而加速浓度的下降，这种污染物称为非惰性污染物。
按所建模型的数学方法划分为确定性数学模型、随机数学模型、灰色系统模型、黑箱模型等。
按所建模型方程的类型划分为线性模型和非线性模型。
按模型中参数的类型划分为集中参数模型和分布参数模型等。
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