การวิจัยครั้งนี้ได้ใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ บนโปรแกรมสำเร็จรูปโลตัส 1-2-3 รีลีส 2.01 เพื่อศึกษาคุณภาพน้ำในลำน้ำ โดยใช้สมการทางชลศาสตร์ คือ สมการต่อเนื่องและสมการโมเมนตัม ในการจำลองการไหลของน้ำใช้สมการการเคลื่อนย้ายมวลสารในลำน้ำ คือ การจำลอง แบบค่าบีโอดีและการจำลองแบบค่าออกซิเจนละลายน้ำ ในการจำลองการเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ ในลำน้ำงานวิจัยนี้เลือกใช้แม่น้ำป่าสักตอนล่างบริเวณจังหวัดสระบรีเป็นพื้นที่ศึกษาเนื่องจากเป็นลำน้ำขนาดเล็กและเป็นพื้นที่ที่กำลังพัฒนาให้เป็นศูนย์กลางของภูมิภาค การใช้งานแบบจำลอง ผู้ใช้จำเป็นต้องมีความรู้พื้นฐานในการใช้โปรแกรมสำเร็จรูปโลตัส1-2-3 รีลีส 2.01 ข้อมูลภาคสนามและข้อมูลสังเกตโดยมีข้อมูลภาคสนามได้แก่ หน้าตัดลำน้ำและข้อมูลจากฐานข้อมูล (อัตราการไหลของน้ำและระดับน้ำ) จากกรมชลประทานหรือหน่วยงานที่เก็บข้อมูลในทางชลศาสตร์ในลำน้ำที่หน้าตัดเริ่มต้น และหน้าตัดสุดท้าย เพื่อใช้เป็นขอบเขตของแบบจำลองข้อมูลสังเกตได้แก่ อัตราการไหล ระดับน้ำ รวมทั้งคุณภาพน้ำ (บีโอดีออกซิเจนละลายน้ำและ อุณหภูมิของน้ำ) ในช่วงเวลาใกล้เคียงกัน เพื่อใช้ในการปรับเทียบแบบจำลอง ผลการวิจัยพบว่าในการใช้แบบจำบองทางคณิตศาสตร์ที่พัฒนาขึ้นสามารถทำการพยากรณ์คุณภาพน้ำของแม่น้ำป่าสักทุก ๆ 5 ปี โดยใช้ข้อมูลเริ่มต้นปีพ.ศ. 2536 ทำนายในปี พ.ศ. 2541 พ.ศ. 2546 พ.ศ. 2556 สำหรับผลการพยากรณ์ใน ปี พ.ศ. 2556 กรณีที่ไม่มีการปรับปรุงคุณภาพน้ำใด ๆ แหล่งน้ำบริเวณท้ายน้ำจะมีค่า BOD = 1.93 มิลลิกรัมต่อลิตร และค่า Do = 5.04 มิลลิกรัมต่อลิตร กรณีที่มีการดำเนินการปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งก่อนปล่อยลงสู่แหล่งน้ำจะมีค่า BOD = 1.89 มิลลิกรัมต่อลิตร และค่า DO = 5.05 มิลลิกรัมต่อลิตรกรณีที่มีการปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งที่ชุมชนเมืองสระบุรีเพียงแห่งเดียวจะมีค่า BOD = 1.91 มิลลิกรัมต่อลิตร และค่า DO = 5.04 มิลลิกรัมต่อลิตรแหล่งน้ำบริเวณท้ายน้ำยังคงมีคุณภาพน้ำทิ้งที่ตามกับมาตรฐานคุณภาพน้ำประเทศไทย