Изучение выдающихся и катастрофических наводнений затруднено тем, что в распределении их по территории суши нет хорошо выраженных закономерностей. Они, как было показано, наблюдаются не только в районах, для которых характерно обилие осадков, но и в зонах пустынь. Основная трудность в изучении этих наводнений состоит в том, что порождающие их выдающиеся гидрометеорологические явления имеют редкую повторяемость (один раз в 200— 300 лет и более) и часто носят случайный характер. На одной и той же реке или в речном бассейне их можно наблюдать только один раз на протяжении жизни многих поколений. Поэтому они малодоступны для глубокого, всестороннего и непосредственного изучения в натуре (в природе).
Мы уже знаем, что высота речных наводнений зависит от очень многих природных факторов, как постоянно действующих, так и эпизодических, проявляющих себя редко. Изучение первых, к которым относятся климатические, физико-географические и другие особенности речных бассейнов, хотя и сложно, но осуществимо, поскольку они медленно изменяются во времени и доступны для непосредственного наблюдения. Изучение вторых, редко повторяющихся и быстро изменяющихся, таких, как выдающиеся циклоны и ураганы, связанные с ними ливневые дожди, обильные снегопады, внезапные оттепели и заморозки,— явлений, обусловленных циркуляцией атмосферы,— очень сложно. Их проявление не имеет хорошо выраженных закономерностей. Поэтому для определения вероятности их возникновения приходится применять сложный математический аппарат, численное моделирование. Масштабы процессов циркуляции атмосферы столь грандиозны, что их физическое моделирование, с факторами, их обусловливающими, пока практически неосуществимо. Укажем, что энергия отдельного циклона может в 2—2,5 тысячи раз превосходить энергию, высвобождающуюся при взрыве 1 Мгт тринитротолуола.
Сложность проблемы борьбы с наводнениями состоит в том, что ее решение в отдельных речных системах требует коренного преобразования их водного режима, а это приводит порой, как было показано на примерах Тисы, Рейна и Шпрее, к нежелательным последствиям и может нанести невосполнимый ущерб природе и народному хозяйству. Поэтому надо уметь предвидеть и возможные отрицательные последствия проводимых защитных мероприятий, которые могут сказаться не только на жизни рек, но и на водном режиме речных бассейнов, их природе, фауне, флоре, притом через много лет. В целях разработки научных основ такого предвидения в отдельных речных системах проводят экспериментальное комплексное водохозяйственное строительство в сочетании с различными водо- и почвоохранными мероприятиями и организуют соответствующие научные исследования.
У нас в стране подобные работы развернуты в настоящее время в бассейне р. Десны, для которого разработана схема комплексного использования и охраны водных и земельных ресурсов. В речной системе Десны намечено создать 158 водохранилищ, 119 прудов, построить 109 насосных станций. Для защиты от наводнений речных долин Десны и ее левого притока Сейма под Киевом, Черниговом и Курском вдоль этих рек возведут четыре многокилометровые дамбы, укрепят их берега. В их бассейнах намечено осушить болота, создать оросительные системы и зону отдыха более чем на один миллион мест. Покончено будет с наводнениями и водной эрозией. В скором времени Десна и Сейм, на протяжении 200 и 100 км соответственно, станут судоходными и вместе со своими притоками превратятся в реки первой категории чистоты. Эксперимент „Десна — это первая ласточка в системе широких комплексных научных исследований, связанных с проблемами охраны природы, борьбы с речными наводнениями и рационального природопользования.
Изучение проблемы борьбы с наводнениями привело к возникновению ряда научных проблем, среди которых наиболее важной и актуальной является проблема разработки надежных и точных методов предвычисления (расчета) и прогноза высоких половодий и паводков на реках. К ней на протяжении многих десятков лет приковано внимание ученых-гидрологов всего мира. Методика расчета высоких половодий и паводков была предметом обсуждения на многих научных, в том числе и международных, симпозиумах, один из которых в 1967 г. состоялся в Ленинграде.
В СССР особое внимание уделяется изучению водохозяйственного, гидрометеорологического и экономического аспектов проблемы борьбы с наводнениями. Ею занимаются научно-исследовательские и проектно-изыскательские институты и учреждения союзных министерств мелиорации и водного хозяйства, энергетики и электрификации, геологии, Главного управления Гидрометеорологической службы при Совете Министров СССР и Академии наук СССР.