氧平衡模式是水质数学模型的一种。用数学式来表达水体中溶解氧时变化的规律，可描述溶解氧的衰变（耗氧）与恢复（复氧）平衡过程的水质模式。包括含碳有机物和氨氮有机物的耗氧、生物吸收作用、吸着有机物底泥的再悬浮作用等；另一种是使溶解氧增加的复氧作用，主要是空气溶于水的作用（曝气作用）及生物的光合作用。这两种作用可当作在一个化学反应的平衡体系中发生，根据各种参数建立水中溶解氧的时空变化的数学模式。目前最常用的是河水溶解氧的一维模式。假定河流是稳定态，则河水溶解氧浓度随时间、沿程（流向）距离而变化的关系式可表示为： 式中：c为河水中溶解氧的浓度；ES为沿程距离；u为水流速度；L为BOD浓度；LN为氨氮浓度；cS为溶解氧的饱和浓度；κ1为含碳有机物的衰变系数；κN为氨氮衰变系数；κ2为复氧系数;sR为生物光合作用产生氧与呼吸、底泥耗氧等引起溶解氧的增减率。当河流稳定且为低流量时，给出边界条件（设起始河流横断面处的溶解氧浓度为( )，将上式简化得下式： 即斯特里特-菲尔普斯模式。此式的图解曲线呈悬索型（参见氧垂曲线），表明含有机污染物的污水排入河流后，由该处向下，由于有机物耗氧气主要作用，河水溶解氧逐渐减小，达到最低值后曝气复氧转为优势，溶解氧又逐渐增大，恢复到原来含氧状况。故可用此模式预测各河段横断面上不同时刻溶解氧的浓度。但式中κ1、κ2及κN需实测或通过水文参数计算求出，在对此模式进行验证后才能应用。