Предложен количественный критерий, позволяющий разграничить области плавноизменяющихся и резкоизменяющихся неравномерных открытых потоков, основанный на особенностях распределения касательных напряжений в неравномерных потоках. Разработан метод расчета коэффициента турбулентной диффузии для неравновесных процессов разбавления сточных вод и плавно изменяющихся открытых потоков, учитывающий степень неравномерности течения, определяемую уклоном свободной поверхности. Предложены формулы для расчета профилей концентраций и средней концентрации мелкой взвеси в плавноизменяющихся потоках, учитывающие степень неравномерности течения. Обоснован метод перехода от одномерных моделей русла к расчету локальных гидродинамических характеристик пространственного течения.