Дисертація присвячена вирішенню проблеми підвищення ефективності функціонування вимірювальних систем моніторингу для визначенна неоднорідностей, які ідентифікують дрібномасштабні прошарки водного середовища з використанням об'ектрно-еволюційної моделі та методу імітаційнеого моделювання. Визначено функціональні залежності оцінок параметрів розподілення геометричних елементів дрібномасштабних турболізованих шарів за глибиною у вигляді поліномів четвертого ступеня. З використанням цих поліномів розроблено модель для визначення оцінок параметрів функцій розподілу глибини залягання та товщини турболізованих шарів. Модель враховує винекнення неоднорідностей на особливих ділянках водного середовища: у шарі термоклину, слабоградієнтному та квазіднорідному шарах. Запропоновано об'єктно-еволюційну модель вимірювальної системи моніторингу тонкої структури гідрофізичних шарів, на базі якої було розроблено бібліотеку класів для опису об'єктів системи. на основі цієї моделі та моделі розташування турболізованих шарів за глибиною, а також з використанням імітаційного моделювання було запропоновано метод визначення і тестування конфігурації вимірювальної системи моніторингу. Цей метод використано для розробки алгоритму моніторингугідрофізичних шарів водного середовища, який дозволяє змінювати стратегію зондування на підставі створеної бази даних, промодельованих параметрів турболізованих шарів, що забеспечує підвищення достовірності ідентифікації неоднорідностей при зменшенні витрат на проведення експериментів та підвищує ефективність інформаційно-вимірювальних систем.