В статье представлена методика расчёта оптимальной кривизны русла рек, использующая кинематическую модель структуры потока, базирующаяся на представлениях о дискретной природе руслового процесса. Приведён аналитический вид уравнения движения речного потока, с помощью которого может выполняться имитационное моделирование, связанное с поиском динамически устойчивой формы речного русла, и которое может обеспечивать контроль уровня воды в реках. Исходными данными для иллюстрации приведённых в статье методов моделирования послужили изображения, полученные со сканера MODIS на спутнике Terra, для нижнего течения р. Кур, которая сливаясь с р. Урми, образует Тунгуску – левый приток р. Амур.

Предложен модифицированный геометрический метод, применимый для расчёта углов наклона касательной к кривой и нормали в тех ситуациях, когда наблюдаемые на спутниковых изображениях пункты располагаются на координатной сети нерегулярно и, когда три точки, лежащие на кривой русла реки, не образуют равнобедренного треугольника.

Модель связывает тангенциальные и радиальные составляющие действующих на водный поток сил (центробежную, силы трения и тяготения). Кривизна k, обратная радиусу, в модели в явном виде выражается через параметр  – угол, под которым уклон реки направлен по отношению к оси Х. В качестве решения ищут значение угла , при котором достигает максимума корреляционная функция. Предполагается, что форма русла «неправильная» и может быть изменена таким образом, чтобы получившаяся кривая лучше коррелировала с расчётной кривой. Морфометрические зависимости для макроформ позволяют создавать ряд морфологических методов расчёта деформаций и рассчитывать смещение берега в любом створе излучины.

Предложенная методика опробована также по спутниковому снимку высокого разрешения. Представленные методы расчёта используются в качестве основы для проектов гидрологических геоинформационных систем, ориентированных на прогнозирование морфо-динамических процессов и морфологической эволюции речных систем. Определение закономерностей развития русловых форм и количественных связей между их параметрами основываются на модельных расчётах «правильных» форм русел.

В результате исследования создана и проверена на практике методика имитационного моделирования, позволяющая выявлять динамически устойчивые формы речного русла.