本书是一部关于水环境过程及其模拟和如何应用模型支持决策管理的书，主要关注地表水体过程的基础理论、数学描述和数值模拟，而不专门论述模型。通过实例，阐述了模拟河流、湖泊、河口近海和湿地。
本书每一章（第1章后）都介绍基本概念、过程及其数学描述，以达到建模要求的基本水平，满足读者对相关主题的基本认识。每一章的组织具有相似结构：先介绍基本概念，然后讨论物理、化学和生物过程以及数学表达式，最后是相关研究的实例。
理解理论的最好办法是学习实例。本书（第2章至第12章）提供了一系列关于河流、湖泊河口和湿地地表水模型设计和应用的代表性实例。每一章都包含了两个不同水体（或者过程）的实例研究。这些实例研究有助于理解此章开头篇幅介绍的理论和物理过程。它们展示了地表水系统的主要特点和不同层次的复杂性。学习这些实例可以学习如何建立模型，如何利用模型模拟水体和应用到决策管理中。这些模拟方法、分析方法和对物理过程的讨论方法对指导读者模拟相似水体非常有用，这也是提供实例的主要目的。

第1章 导论
1.1 概述
1.2 认识地表水
1.3 地表水模拟
1.4 关于本书
第2章 水动力学
2.1 水动力过程
2.1.1 水的密度
2.1.2 守恒律
2.1.3 对流和扩散
2.1.4 质量守恒方程
2.1.5 大气驱动力
2.1.6 科氏力和地转流
2.2 控制方程
2.2.1 基本近似
2.2.2 直角坐标系下的方程
2.2.3 垂向混合和湍流模型
2.2.4 曲线坐标下的方程
2.2.5 初始条件和边界条件
2.3 温度
2.3.1 热通量分量
2.3.2 温度公式
2.4 水动力模拟
2.4.1 水动力参数和数据要求
2.4.2 案例研究Ⅰ：奥基乔比湖
2.4.3 案例研究Ⅱ：圣露西河口和印第安河渴湖
第3章 泥沙输运
3.1 概述
3.1.1 泥沙属性
3.1.2 泥沙相关问题
3.2 泥沙过程
3.2.1 颗粒物沉降
3.2.2 泥沙的水平输运
3.2.3 再悬浮和沉积
3.2.4 输沙方程
3.2.5 浊度和透明度（塞氏盘深度）
3.3 黏性泥沙
3.3.1 黏性泥沙浓度的垂直分布
3.3.2 絮凝
3.3.3 黏性泥沙沉降
3.3.4 黏性泥沙沉积
3.3.5 黏性泥沙再悬浮
3.4 非黏性泥沙
3.4.1 希尔兹曲线
3.4.2 沉降和平衡浓度
3.4.3 推移质输运
3.5 沉积床
3.5.1 沉积床特征
3.5.2 一个沉积床模型
3.6 风浪
3.6.1 波动过程
3.6.2 风浪特征
3.6.3 风浪模型
3.6.4 风浪和水流的复合流
3.6.5 风浪对泥沙输运的影响
3.6.6 案例研究：奥基乔比湖中的风浪模拟
3.7 输沙模拟
3.7.1 泥沙参数和数据要求
3.7.2 案例研究Ⅰ：奥基乔比湖
……
第4章 病原体和有毒物质
第5章 水质和富营养化
第6章 外源和最大日负载总量
第7章 数学模拟与统计分析
第8章 河流
第9章 湖泊和水库
第10章 河口和沿岸海域
第11章 湿地
第12章 风险分析
参考文献
附录
缩略语