На примере Волго-Ахтубинской поймы исследована проблема экологической и социохозяйственной деградации слабоустойчивых социоприродохозяйственных систем, которая вызвана потерей устойчивости ее системообразующего фактора – паводкового гидрологического режима, а также неуправляемым характером социохозяйственного развития. Представлен подход к анализу ее состояния на основе статистического анализа данных природных наблюдений, гидродинамического и геоинформационного имитационного моделирования с использованием высокопроизводительных вычислений. Предложены модели гидрологической и функциональной структуры, описывающих состояние пойменных территорий. Определены основные акторы и возможность их вовлечения в систему эколого-экономического управления. Теоретическую основу этой системы составляет система математических моделей, в которую входят модели гидротехнических проектов, стабилизирующих гидрологический режим поймы и теоретико-игровые модели управления социохозяйственным развитием территории.