在研究河流、海洋等水体环境时多采用数值模拟的方式来模拟水质演变过程。为了保证水质计算结果的准确性,需要选择广阔的计算区域并且研究水体中各种元素之间的关系和受外界条件的影响,因此水体环境中水质演变过程的计算范围大、复杂程度高,数值模拟结果的数据量庞大。而大多数的数值模拟过程是采用串行程序编写的,这就导致在实际应用中对水体环境研究时的计算效率低下,具有一定的局限性,不能满足人们的需求。近几年,高性能计算相关的软硬件技术得到了长足的发展,随着对河流水质研究的日趋重视,并行计算在河流水体环境研究中的应用变得越来越广泛。本文利用基于MPI的并行处理技术,对朱衣河水质演变数值模拟程序进行并行化处理,主要工作如下:(1)通过对串行程序的结构进行详细分析,确定可并行处理部分。(2)将可并行处理部分合理划分若干部分,采用基于MPI的阻塞通信技术对串行程序进行并行化处理。(3)利用基于MPI的非阻塞通信技术对串行程序进行并行化处理,并通过使用自定义数据类型,减少消息传递量和传递次数。(4)对这两种并行模式下的效率和加速比进行可靠的分析,以提升数值模拟的计算性能。实验结果表明:采用基于MPI并行技术对原程序并行化设计后的并行程序能够有效降低运行时间、提高运行效率。与串行模式相比,阻塞模式和非阻塞模式分别可以使计算速度提高2.8倍和3.6倍,两种方式的运行速度、并行效率和加速比都得到了显著提高,但是在非阻塞通信模式下具有更好的加速比和并行效率,程序运行速度更快。因此采用基于MPI的非阻塞通信技术在朱衣河水质演变数值模拟中能够达到更好的实际效果,具有可实施性。