Попадая в водный объект, сточные воды претерпевают разбавление, перемешивание и самоочищение. Прогноз загрязнения заключается в определении концентраций загрязняющего вещества в каждой точке потока в каждый заданный момент времени. Прогнозы загрязненности разрабатываются для участка ниже места сброса сточных вод в водный объект. В общем случае для решения этой задачи используются модели.

Модели качества вод описывают пространственные и временные изменения рассматриваемых примесей в водном объекте, которые происходят в силу физического (адвективного или диффузионного) переноса, а также химических и биологических реакций. Поведение консервативных (не поддающихся биодеградации) веществ описывается классическими уравнениями переноса, а для неконсервативных веществ необходимо учитывать скорости происходящих химических реакций. В любом случае должна быть известна геометрия потоков и скорости течения. Структура моделей качества воды определяется тремя компонентами (Водные ресурсы…, 2910):

• уравнениями движения, включая уравнения Навье–Стокса или Сен-Венана (одномерный поток);
• уравнениями переноса загрязняющих веществ;
• уравнениями процессов химических реакций.

Сбросы могут производиться предприятиями в эксплуатационном режиме и при аварийных ситуациях. Последствия сброса могут быть близкодействующими и дальнодействующими.