1 не единственность минимума критерия качества. Даже когда задача оптимизации сформулирована строго и основывается на точной математической модели и критерии качества, вытекающем из физических законов, весьма трудно доказать единственность ее решения. Для обычно применяющихся моделей и критериев качества изначально можно ожидать наличие нескольких(в лучшем случае близко расположенных) локальных минимумов. Если не имеется изначальная информация, локальные минимумы являются более или менее равноправными, и абсолютный минимум часто не является наилучшим для определения параметров. Вероятность попасть в ложный минимум резко снижается при оптимизации с постепенным осложнением модели, попаданию в ложный минимум могут способствовать систематические ошибки, которые имеются в измерениях.
2 слабая изменчивость критерия качества. При оптимизации параметров модели стока в топографии критерия качества часто наблюдаются области, напоминающие плато, в которых некоторые параметры не оказывают влияния на критерий качества. Параметры при этом могут варьировать в очень большом диапазоне. При применении методов оптимизации желательно пороговые нелинейности не применять(когда одна и таже величина рассчитывается по разным формулам в зависимости от достижения некоторых пороговых значений).
3 сложность топографии критерия качества. Взаимозависимость гидрологических величин и схожий характер влияния на гидрограф разных процессов приводит к тому что топография критерия качества часто имеет ярко выраженные овраги, наиболее четко они проявляются при наличии сильной линейной корреляции между двумя параметрами. К сложной овражной топографии приводит и наличие в структуре моделей произведение нескольких параметров или зависимостей. Простые оптимизационные процедуры при наличии оврагов оказываются бессильны, а специально разработанные для таких задач процедуры требуют большого количества машинного времени и не всегда гарантируют достаточную точность. Большие трудности при оптимизации параметров моделей стока могут вызвать небольшие неровности в топографии критерия качества (выбоины). Выбоины могут восприниматься как локальные минимумы. Для того чтобы минимизировать влияние выбоин необходимо повысить качество исходных данных либо добиться большего диапазона изменения критерия качества.