水体非点源污染模型是非点源污染物在水体中迁移变化过程规律的数学描述。非点源对水体水质影响与点源的区别主要是前者变化范围大，在雨后或暴雨期间冲击最严重，进入水体的位置通常是不相同或不固定的非点状输入。非点源污染的水体水质模拟一般可由径流模拟、泥沙流失模拟和河流水质模拟三部分所组S成。径流与降雨的关系可用以下三个数学表达式：
地面径流：Rs=P— Si— Sd—f△t内流（渗漏到土层）
Ri=（f—ET）△t— SS—qg
地下水流：Rg=qg— Sg—qi
式中：Rs为地表径流总量；P为降雨量；Si为有效拦截的变化；Sd为有效洼地贮存变化；Ri为内流总量；f为下渗速率；△t为计算时段；ET为土层蒸散速度；SS为地下水贮存变化；Sg为地下水贮存变化；qi为地下水流失量。污染物在水体中的模拟主要指转化过程的模拟，其模拟模型可采用一般的河流、湖（库）、海湾水质模型。