城市供水系統是城市基礎設施中的一個重要組成部分，關系到城市的生存和發展。20世紀中期以后，隨著經濟的發展，人口的增長和城市的規模化，供水系統開始面臨著越來越大的威脅，包括運行不夠穩定，管理效率低，水源、管網的各種污染等等。水早已成為維護公眾健康的主要因素，并且正在迅速地成為世界經濟發展的制約因素。
水質管網監測儀可分為穩態水質模型和動態水質模型；按照研究所涉及的水質參數，可分為余氯衰減模型、消毒副產物(Disinfection By-Products，DBPs)模型和微生物模型。
1、穩態水質模型
穩態水質模型是在靜態水力條件下利用質量守恒的原則來確定某種組分濃度在配水系統中的時間和空間分布。管網穩態水質模型為管網的一般性研究和敏感性分析提供了有效的工具，普遍用在管網系統水質分析階段。由于即使在管網運行狀態接近恒定時，管網中的物質也沒有足夠的時間傳播和達到某種均衡分布，因此穩態水質模型僅能夠提供周期性的評估能力，對管網水質預測缺乏靈活性。
2、動態水質模型
動態模型是在配水系統變化(如需水量)和其他因素在時變條件下模擬組分的移動和轉變。提出了一種可計算配水管網水中物質的衰減和生長的模型，它以時間和位置函數的形式給出了物質的濃度，并把水中物質在管網中的流動分成三個過程：管段中的水平流動、隨時間的衰減和增長、管段連接處的混合。
用離散體積元素法(DVEM)進行管網水質模擬，這種算法是利用時間驅動水質模型來跟蹤管網中物質的瞬間濃度，把配水管網看作是由有限的一些鏈接組成，給物質質量在每個鏈接內分配了離散體積元素(反應發生在每個元素內)，物質質量從一個元素平流傳輸到下一個元素，并且質量和流量體積在管網節點處混合在一起。
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