Рассмотрены основы моделирования гидроэкологических и абиотических процессов, а также моделирование движения подземных вод. Изложены особенности математического моделирования процессов формирования качества поверхностных вод и состояния пресноводных экосистем, водно-физических процессов, процессов массопереноса, массообмена, гидролого-гидрохимических процессов, а также процессов, связанных с эффектом Горева - Казанцева). Описаны физические и математические модели движения (фильтрации) подземных вод, математические модели фильтрации подземных вод со свободной поверхностью, математические модели плановой фильтрации подземных вод, а также моделирование движения подземных вод при напорной фильтрации.

Рассмотрены проблемы оценки и процессы, связанные с прогнозированием и оптимизацией качества природных экосред (воздушной, почвенной и водной), в частности, процессы массопереноса, массообмена, водно-физические, гидролого-гидрохимические, а также процессы, связанные с эффектом Горева - Казанцева. Проанализированы вопросы формирования и режим мелиоративно-гидрохимической обстановки, приведены нормативные (лимитирующие) показатели качества среды обитания.

Приведены результаты реализации прогнозирования и оптимизации, методика расчета гидрохимического баланса, результаты долгосрочного и оперативного прогнозирования, его результаты. Предложена унифицированная методика оптимизации качества воздушной, водной и почвенной сред обитания, стандартизированных и уникальных мелиоративно-водохозяйственных систем и объектов в качестве универсального, доступного, мобильного, радикального, не требующего капитальных вложений способа повышения эффективности гидромелиораций, решения задач, связанных с влиянием на воздушную, водную и почвенную среды дренажного стока, сельскохозяйственного производства, промышленности, коммунального хозяйства, добычи, переработки и использования минерального и органического сырья.

Изложены теоретико-методические положения проблем воспроизводства и искусственного пополнения водных ресурсов. Предложены возможности использования сточных вод в сельскохозяйственном производстве - для орошения и обводнения. Определены понятия о сточных водах, требования к ним, оценка возможностей использования, микробиологические особенности, эколого-экономическая эффективность. Выполнен анализ опыта реализации воспроизводства водных ресурсов и почвы в сельском хозяйстве, в частности, решения проблем охраны воды и почвы при орошении земель сточными водами городов и животноводческих комплексов, формирования гидрогеолого-мелиоративной обстановки на массивах орошения очищенными стоками Киева, Харькова, Кривого Рога и Донецка. Разработаны основные направления повышения эффективности использования и воспроизводства водных ресурсов, предложена методика формирования централизованных управляемых водоохранных комплексов, совершенствования экономического механизма рационального водопользования. Рассмотрены основные принципы формирования хозяйственного механизма регионов, экономическая оценка водных ресурсов.

Рассмотрены вопросы математического моделирования и управления качеством подземных вод. Приведена оценка влияния орошения на ионно-солевой состав речных вод. Описаны особенности оптимизации мелиоративно-водохозяйственных систем. Освещены теоретические основы расчёта гидродинамических процессов в искусственных водотоках и методология автоматизированного управления технологическими процессами в крупных каналах мелиоративных систем.