中共中央国务院在1999年8月20日发布了《中共中央国务院关于加强技术创新发展高科技实现产业化的决定》（中发[1999]14号），以求从根本上解决科研和国民经济发展脱节的问题。其核心是增强科技企业的自主创新能力，推动应用型科研机构和设计单位实行企业化转制，社会公益型科研机构实行分类改革。南科院从此走向了作为社会公益型科研机构，分类改革的新阶段。

决定指出：“新中国成立50年来特别是改革开放以来，我国科技事业取得了举世瞩目的巨大成就。科技体制改革取得明显进展，广大科技人员为社会主义现代化建设做出了突出贡献。但是，科技与经济脱节的问题还没有从根本上得到解决。科技向现实生产力转化能力薄弱、高新技术产业化程度低，依然是制约我国经济发展的一大障碍。我们必须按照党的十五大提出的要求，‘要充分估量未来科学技术特别是高技术发展对综合国力、社会经济结构和人民生活的巨大影响，把加速科技进步放在经济社会发展的关键地位’，通过深化改革，从根本上形成有利于科技成果转化的体制和机制，加强技术创新，发展高技术，实现产业化。这既是解决我国经济发展面临的深层次问题、进一步提高国民经济整体素质和综合国力、实现跨越式发展的紧迫要求，也是应对国际竞争、确保中华民族在新世纪立于不败之地的战略抉择。”《决定》还指出：“现有社会公益型科研机构要实行分类改革：对于有面向市场能力的科研机构，要转为科技型企业、整体或部分进入企业，或转为企业性的中介机构，对于向社会提供公共服务、无法得到相应经济回报的科研机构，在调整结构、分流人员的基础上按非营利性科研机构的机制运行和管理，政府主要通过扶持政策、竞争择优方式提供科研项目和基地建设经费。（引自《中共中央国务院关于加强技术创新发展高科技实现产业化的决定》）

根据上述文件要求，在水利部等有关科研院所主管部门改革方案的基础上，2001年10月29日，科技部、财政部、中央编办对水利部、国土资源部、国家林业局、中国气象局印发了《关于水利部等四部门所属98个科研机构分类改革总体方案的批复》（国科政发字[2001]428号），水利部成为第一批启动的社会公益类科研机构管理体制改革的试点部门， 从而拉开了南科院新一轮改革的序幕。

南科院定位于社会公益类科研机构后，适应公益性课题研究的需要，涉及院内外的机构做了一系列调整，人员配备，培训，研究生教育大大加强。兼作、依托、挂靠的国家、省部科研机构增多，为南科院改革和发展提供了组织保证。

    南京水利科学研究院作为国家级重要的水利科研机构， 兼作水利部大坝安全管理中心、水利部应对气候变化研究中心、水利部基本建设工程质量检测中心。还是国际水文科学协会(IAHS)中国国家委员会主席单位和联合国教科文组织国际水文计划（UNESCO－IHP）中国国家委员会副主席单位，与UNESCO、WMO、IAHS、ISO、IAA和UNDP等国际机构有着广泛的学术业务联系。

一、院内设机构

2001年科技体制改革至2003年，院内设机构作了较大调整，管理体制和干部也做了相应调整。

2001年，根据水利部水[2001]253号文件通知：南京水文水资源研究所成建制并入南京水利科学研究院，为其下属科研机构，对外可继续使用水利部南京水文水资源研究所名称。自此，原南京水文水资源研究所各内设机构的26名管理人员，对口对岗进入院各有关部门。

2002年1月，水利部以水人教[2002]12号文件决定将农电所划归南京水科院管理，作为独立的法人单位开展研究和科技开发工作。

2003年，根据水利部批准的科技体制改革方案，内设机构调整为：院长办公室、党委办公室、科研管理处、人事劳动教育处、财务与资产处、监察与审计处、综合服务中心、铁心桥试验基地办公室、科技信息技术研究中心、水文水资源研究所、水工水力学研究所、河流海岸研究所、岩土工程研究所、材料结构研究所、大坝安全与管理研究所、水利信息技术研究中心。院属科技产业有：南京瑞迪高新技术公司、南京水利科学研究院勘测设计院、水科学培训中心（瑞迪大酒店）、江苏南水土建工程公司、江苏科兴工程建设监理有限公司、运达科工贸公司（与综合服务中心两块牌子，一套班子）。2003年，院实有职工798人。

2006年2月，院调整水利部基本建设质量检测中心办公室的管理体制，将其挂靠科研管理处，职能、编制不变，业务管理由科研管理处负责。同月，院调整了质量管理办公室的管理体制，决定院质量管理办公室（正科级）调整到科研管理处。

2006年10月，经水利部人教司批准，院成立离退休人员管理处（《关于南京水利科学研究院成立离退休人员管理处的批复》（人劳教[2006]45号））。

二、直属企业，代管及依托、挂靠机构

2002年1月，水利部以《关于调整水利部农村电气化研究所水利部长江勘测技术研究所管理体制的通知》（水人教[2002]12号），通知水利部农村电气化研究所划归南京水利科学研究院管理。至2007年底，院直属单位共有南京瑞迪高新技术公司、南京水利科学研究院勘察设计院、水科学培训中心、瑞迪大酒店（与水科学培训中心一套班子）、江苏南水土建工程公司、江苏科兴建设监理有限责任公司、南京运达科工贸公司（与院综合服务中心一套班子）和农村电气化研究所等7个。

2004年3月，水利部批准依托南京水科院组建水利部水科学与水工程重点实验室，见《关于发布水利部重点实验室评审认定结果的通知》（水国科[2004]196号）。

2004年10 月，科技部批准依托南京水科院和河海大学组建水文水资源与水工程国家重点实验室，见《关于组织制定国家重点实验室建设计划的通知》（国科基函[2004]34号）。

2005年12月，交通部对依托南科院建设的交通部港口航道泥沙工程重点实验室进行了重新认定，认定后改名为港口航道泥沙工程交通行业重点实验室，见《关于公布交通部重点实验室评估结果的通知》（厅科教字[2005]435号）。

2006年4月，水利部批准依托南科院成立水利部水文水资源工程技术研究中心，见《关于组建水利部水文水资源工程技术中心的批复》（水人教[2006]118号）。

2006年4月，水利部批准依托南科院成立水利部水工新材料工程技术研究中心，见《关于组建水利部水工新材料工程技术研究中心的批复》（水人教[2006]122号）。

2007年4月，为适应科技体制改革的要求，在院学术委员会的基础上，改组成立了院科学技术委员会。由水利部副部长胡四一任名誉主任，水利部总工刘宁、交通部总工蒋千任名誉副主任，院长张建云任主任，副院长左其华、原院长张瑞凯任副主任。

2007年12月，经南科院申请，水利部以《关于同意设立水利部应对气候变化研究中心的批复》（水人教[2007]514号），同意以南京水科院为依托单位组建水利部应对气候变化研究中心（以下简称中心）。其基本定位和职责： 受部委托承担部和国家其它部门交办的有关应对气候变化对水资源所产生的影响等方面的科学研究、有关重大问题论证，组织开展应对气候变化对水科学和水工程影响等方面的技术咨询和服务；其机构和编制：中心依托院现有的水文、水工、河流海岸及材料结构等研究机构和工作平台组织开展研究工作，不配备专门事业编制，中心工作人员从院相关研究和工作机构抽调组成。中心要充分利用院现有的人力、技术和设备优势抓紧开展工作。同时，要按照“开放、协作”的要求，聘请或联合水利系统及水利系统外有关单位的研究和咨询专家、学者共同开展研究工作。

2001年接中国水力发电工程学会通知，原挂靠在南科院的中国水力发电工程学会通航专业委员会，更名为中国水力发电工程学会高坝通航专业委员会；中国海洋工程学会、中国水利学会岩土工程专业委员会继续挂靠在院。