Hệ thống sông Hồng có vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội của đồng bằng Bắc Bộ. Vì vậy, theo dõi các thông số chất lượng nước thường xuyên tại hệ thống sông Hồng có ý nghĩa quan trọng trong công tác quản lý và bảo vệ nguồn tài nguyên nước. Tuy nhiên, các phương pháp quan trắc hiện nay thường khá tốn kém. Nghiên cứu này sử dụng một số thuật toán học máy trong nghiên cứu mối tương quan giữa số liệu đo đạc các thông số môi trường nước như nồng độ bùn cát lơ lửng (SSC), hàm lượng Ni tơ vô cơ tổng số (tổng N), hàm lượng Phốt Pho tổng số (tổng P) và hàm lượng Silic hòa tan (DSi) tại các trạm thượng nguồn và hạ nguồn sông Hồng, qua đó ước tính các thông số này tại các trạm hạ nguồn. Kết quả cho thấy các mô hình hồi quy đa biến có thể ước tính nồng độ DSi và bùn cát tại trạm hạ nguồn dựa trên kết hợp các giá trị của ba trạm thượng nguồn với hiệu suất tương đối cao (R2 lần lượt bằng 0,75 và 0,66). Trong khi đó, các thuật toán học máy đã thử nghiệm có hiệu suất hạn chế trong việc ước tính hàm lượng tổng N và P, do sự tác động của nhiều yếu tố ngoại sinh. Nghiên cứu đồng thời mở ra hướng nghiên cứu áp dụng các mô hình học máy trong nghiên cứu chất lượng nước tại hệ thống sông Hồng và các hệ thống sông khác tại Việt Nam.