水利模型可按其空间维数、时间相关性、数学方程的特征以及所描述的对象、现象进行分类和命名。

从空间维数上可分为零维、一维、二维和三维模型；从是否含有时间变量可分为动态和稳态模型；

从模型的数学特征可分为随机性、确定性模型和线性、非线性模型；

从描述的水体、对象、现象、物质迁移和反应动力学性质可分为河流、湖泊、河口、海湾、地下水模型；溶解氧、温度、重金属、有毒有机物、放射性模型；对流、扩散模型以及迁移、反应、生态学模型等。

水利模型至今已有70多年的历史。最早的水利模型是于1925年在美国俄亥俄河上开发的斯特里特－菲尔普斯模型。它是一个DO－BOD模型。之后，经诸多学者改进，逐步完善。1977年美国环境保护局发表的QUALll型，是这类模型的代表。它的最新版本 QUAL2E（1982）能模拟任意组合的15种水质参数。80年代之后，随着水利模型研究的深入，另一类描述水中有毒物的模型应运而生。由于考虑了泥沙的作用，使这类模型变成了一个描述水流、泥沙和其他水质组分相互作用的气、液、固三相共存的复杂体系。它的代表作是美国环境保护局推出的WASP5模型（1994）。它能模拟有毒物质在水中发生的酸碱平衡、挥发、沉淀、溶解、水解、生物降解、吸附和解析、氧化还原、生物聚集、光解等过程以及大气的干、湿沉降物。与此同时，以食物链和能量传递为主线的生态学模型也有了长足的发展。现代水利模型因其复杂性一般要采用各种数值解法，应用计算机来完成。