Ключевое направление научных исследований – разработка теории и методов долгосрочного прогнозирования изменений ресурсов поверхностных вод, их качества (включая влияние водозаборов, регулирования стока и застройки территорий) и негативного воздействия вод (размыв берегов рек, заболачивание, затопление и подтопление в результате колебаний водности, ледовых заторов и зажоров). Основой исследований являются бассейновый подход и комплексный анализ взаимодействия поверхностных и подземных вод с учетом специфики природно-территориальных комплексов и жизненного цикла объектов природообустройства и водопользования. Границы водных объектов и их водосборов рассматриваются как трехмерные, непрерывно изменяющиеся объекты, являющие результатом взаимодействий и эволюции исследуемых и смежных геосистем.

Исследования в разные годы поддержаны РФФИ и РНФ (р_офи 06-05-96924, 11-05-98000-р_сибирь_а, 18-55-80015 БРИКС_т, РФФИ 17-05-00042 А, РНФ 23-27-00039 и др.), а полученные при этом результаты использовались для планирования водохозяйственных мероприятий, разработки нормативов допустимого воздействия на водные объекты и программ мониторинга, инженерных изысканий для строительства.