a evolução espaço-temporal das concentrações de diversas substâncias, como poluentes e variáveis bioquímicas, pode ser modelada a partir de uma mesma formulação básica, representada pela equação de turbulência-difusão. 

os coeficientes de difusão na formulação euleriana utilizada na modelagem de qualidade da água podem variar conforme a escala espacial das grades adotadas nos modelos.

os modelos de qualidade da água normalmente utiizam —resultados de modelos numéricos hidrodinâmicos para suas simuiações.

a evolução espaço-temporal das concentrações de poluentes pode ser representada por meio da formulação lagrangeana, na qual essas concentrações são modeladas como conjuntos de partículas.  

na formulação lagrangeana é comum adotar a cada passo de tempo uma variação aleatória da posição para representar a difusão.