Научные интересы — русловые и эрозионные процессы, гидрология рек и гидроэкология, флювиальная геоморфология. Известный ученый в области русловых процессов, географического русловедения, регулирования речных русел. Основные результаты исследований: разработал концепцию географического направления в изучении русловых процессов, теорию эрозионно-русловых систем; обосновал и реализовал картографический метод исследований русловых процессов; сформулировал основные положения русловедения как отрасли гидрологии рек и его направлений — географического, инженерного и экологического русловедения; разработал классификации видов русловых деформаций, типов русловых процессов, морфодинамическую классификацию речных русел; выполнил районирование Северной Евразии по русловому режиму рек и дал характеристику русловых процессов на средних и больших реках России, стран СНГ, Балтии, Монголии и Китая; дал региональный анализ русловых процессов на реках Алтая, Тянь-Шаня, бассейнов Оки, Камы, Дона; предложил типизацию и модели деформаций русел горных рек; обосновал принципы экологической оценки русловых процессов, в том числе под влиянием хозяйственной деятельности; разработал методы, приемы и рекомендации по управлению русловыми процессами на реках для различных отраслей экономики, в первую очередь на водных путях.
Подготовил 39 кандидатов наук и 3 докторов наук. Опубликовал свыше 500 научных работ, в том числе 25 монографий и учебников, 4 карты; соавтор 18 коллективных монографий. Участвовал в составлении «Экологического атласа России» (член редколлегии, автор и редактор карт русловых процессов), «Атласа Ханты-Мансийского автономного округа» и «Национального атласа России» (карты русловых процессов).