水文水资源研究所是“水文水资源与水利工程科学国家重点实验室”和“水利部水科学和水工程重点实验室”的主要技术支撑部门之一；依托该研究所建设的还有“水利部水文水资源工程技术研究中心”。
该研究领域，南科院建有遥感与地理信息系统应用实验室，在安徽滁州市建有水文科学实验基地。主要科研仪器设备包括以下几方面：
滁州水文科学实验基地的仪器设备：水位自动采集传输设备、雨量自动采集传输设备、土壤含水量自动采集传输设备、信息接收处理和传输设备。
国家重点实验室水文循环过程模拟实验研究平台设备：地表气象要素观测站、地表辐射全要素观测站、地表ET蒸发蒸腾测量系统、称重式蒸渗仪、配套模拟计算软件系统。
国家重点实验室水生态修复理论与技术实验平台设备：野外取样设备系统、管式土壤水分测定仪、土壤水分压力膜仪、土壤紧实度仪、自动采集土壤入渗仪、BaPS土壤氮循环监测系统。
遥感与地理信息系统应用实验室拥有的仪器设备：数据库服务器、图形服务器、应用服务器、图形工作站、高性能计算工作平台、网络彩色激光打印机、36Bit真彩色图像扫描仪、黑白大幅面图形扫描仪、磁盘阵列、水下地形测量系统等；软件：ArcGIS地理信息系统、MapInfo地理信息系统、SuperMap地理信息系统、ERDAS图像处理系统、ENVI图像分析系统及IDL开发环境、River Tools河流分析系统、VirtuoZo NT数字摄影测量系统、GMS和FEFLOW地下水模拟仿真系统、Wallingford INFWORKS FLOODWORKS水质泥沙分析系统等。
2001-2007年，在该研究领域南科院承担了包括国家重点科技攻关、国家自然科学基金、水利部重点、水利科学基金、水利部科技创新、水利部公益性行业专项等项目在内的各类课题481项，取得成果125项，公开发表论文217篇。获国家科技进步二等奖3项，省部级科技进步奖13项。出版学术专著 13部：《气候变化对水文水资源影响研究》、《中国暴雨》、《中国暴雨统计参数图集》、《中国历史大洪水调查资料汇编》、《21世纪初期中国地下水资源开发利用》、《降水量观测规范》、《北方乡镇工业用水研究》、《地下水库建设》、《西北地区水资源与生态环境评价》和《Strategic Study for Water Management in China》（中国水管理战略研究）等；参与编著了《气候变化国家评估报告》、《中国水利发展战略研究》、《中国水资源与可持续发展》等专著。
一、基础性、公益性、前瞻性研究
南科院该领域的研究工作在国内有较高的学术地位。在暴雨洪水形成规律、水文循环大气过程、洪水预报与调度、防洪决策支持系统、水资源系统分析、水资源合理配置、水资源运行管理、水旱灾害和新技术应用研究等方面具有鲜明的特色，为推进我国的水文基础研究和水资源可持续利用研究起到了重要作用。围绕水利部党组治水新思路，南科院积极开展了水资源合理配置与承载能力、流域水资源可持续利用模式、水资源监测与控制以及全国水资源综合利用规划等宏观性、战略性和前瞻性研究。水利部组织的有近30位高级专家参加的水利发展战略研究课题，经过深入调查分析和充分讨论，顺利完成了课题研究任务，提交文稿近70万字，南科院有4位专家参加该课题研究，发挥了重要作用。
由院牵头承担的“十五”国家科技攻关计划重大专项——“水安全保障关键技术研究”围绕“开源和节流”总体目标，从流域水资源全面开发利用、污水处理利用、非常规水源开发等三个方面入手，分两期实施。其中，南科院承担的“海河流域洪水资源安全利用关键技术研究”课题，以研究海河流域洪水资源化问题为先导，解决了海河流域洪水资源安全利用的若干关键性技术难题。2004年1月课题第一期研究成果顺利通过了科技部主持的验收，来自科技部、水利部等单位的20多位院士、专家和领导出席验收会议，与会专家对课题取得的成果给予了充分肯定，认为该课题将关键技术研究同我国水资源实际问题紧密结合，开展跨部门、跨地区、跨学科的联合攻关，研究成果将为海河流域水资源可持续利用提供重要的科学依据和技术支撑，对于缓解北方水资源短缺问题具有广泛的应用前景。从2004年开始，科技部给予滚动支持，经过第二期两年研究，运用理论分析、调查评价、情景分析、模拟分析与调度仿真相结合的多种手段，跨学科、跨部门联合攻关，形成了集资源评价、工程调控、联合调度、风险管理于一体的海河流域洪水资源安全利用的技术体系，为水库调度预案、海河流域水资源综合规划、蓄滞洪区建设与管理规划等的编制提供了重要的技术支撑，由水利部主持的课题鉴定会认为该课题达到国际领先水平；另一项滚动课题“中国分区域生态用水标准研究”，以水文生态分区为基础，从水文循环的生态效应出发，联系我国水资源开发利用引起的生态问题，从基础、应用、决策三个层面建立并完善了生态用水衡量标准、生态用水调控准则、生态用水保障条件，初步构建了全国分区域生态用水标准技术体系，为全国以及流域水资源综合规划编制提供了重要参考依据。由5位院士等13位专家组成的课题验收专家组对研究成果给予充分的肯定，成果鉴定会结论为达到国际领先水平。科技部有关领导高度评价了两个课题的研究工作，特别赞扬了研究成果对生产实际应用的重要支撑作用。
承担的“十五”国家科技攻关项目子专题：“气候变化对我国淡水资源的影响阈值及综合评价”和“2050年和2100年水资源需求预测”，完成合同规定的研究任务，研究成果顺利通过评审和验收；“十五” 国家科技攻关专题 “内陆河平原区地下水潜水面研究”、“流域水资源优化配置的模拟分析、评价和预测”、“水资源多级权属体系及相应分配方案编制”等3个项目均按合同要求如期进行。按照计划完成了 “十五”国家科技攻关计划“西部开发科技行动”项目中的“澜沧江流域跨境水资源的整体分配研究”课题、“水资源多级权属体系及相应分配方案编制”专题、国家软科学计划项目“中国国际河流水资源安全战略研究”等研究任务。
南科院牵头负责“十一五”科技支撑计划“雨洪资源利用技术及应用”重点项目的研究工作，负责其中3个课题，参与其中2个课题；另外“流域洪水预警预报与风险管理关键技术研究”、“农村安全供水集成技术研究与示范”为参与单位。
主持的国家自然科学基金重大项目“洪水成因和防洪减灾对策研究”课题，2001年正式批准启动，课题以长江为依托，揭示了洪水位抬高的成因和洪灾形成机理。在项目4个课题年度评议中获优率排位第一；该项目2002年中期评估被评价为进展最好的课题。该课题历时4年，其标志性研究成果和代表性论文共计69篇。其中EI收录14篇；主要研究成果已被长江中下游防洪规划采纳，特别是长江水沙数学模型已用于2004年长江汛情预报，取得满意成果。
国家杰出青年基金项目“大型复杂防洪系统洪水行为的数值模拟”,主要研究成果被长江中下游防洪规划采纳，建立的实时洪水预报调度系统在长江中下游防汛总指挥部投入运行。2001年经有关方面评审，给予该项目延续资助。项目历时4年研究，顺利通过国家自然科学基金委员会工程与材料科学部验收，基于课题研究成果的学术专著得到华夏英才基金出版资助。
“我国城市化进程和城市防洪减灾”项目针对城市防洪减灾对策全面开展研究，建立了城市防洪效益评估模型，该模型已用于我国七大江河流域防洪保护区防洪效益评估，项目通过专家验收和鉴定。具有较强的实用性，主要成果被水利部编制的“中国防洪规划”采用，并缩编成“中国防洪规划”的附件—“中国城市防洪减灾对策”。
承担的“苏北地区水资源配置监控调度系统工程调度运行系统研究与开发”项目，是水利部科技创新项目和全国水利信息化五个试点项目之一。调度运行系统采用模块化结构进行开发，层次清晰、功能丰富、集成性好、用户操作方便，满足多种需求；项目发挥了多学科协作的优势，充分利用现代信息技术，在苏北地区水资源配置监控调度系统工程应用中取得了明显的经济效益和社会效益，为建立适应市场经济要求的供水体系提供了信息、计算及管理支持。
承担的水利部科技创新项目“我国西南国际河流水资源开发战略与公平利用研究”，项目成果首次在水资源整体开发利用和地缘政治、经济的综合研究方面有所突破和创新，2004年7月通过了水利部国际合作与科技司在南京主持召开的成果鉴定会验收。经专家组充分讨论，一致认为：该项成果为今后我国与周边国家或有关国际组织开展西南国际河流技术经济合作提供了重要的科学依据，对我国其它国际河流开发具有很好的参考价值。该成果总体上达到国际先进水平，其中在西南国际河流的整体开发及多学科交叉研究方面达到了国际领先水平。
承担的“中国水旱灾害”项目，2001年获得国家科技进步二等奖。该项成果密切结合我国防汛抗旱实际，系统地整理和分析了历史和现代水旱灾害的基础资料；评价了水旱灾害对社会、经济和环境的影响；揭示了水旱灾害的时空变化规律，及其区域性、多发性的统计特征；分析了水旱灾害形成的自然因素、社会经济因素及其相互作用；评估了防灾减灾建设及其取得的社会经济效益。在科学总结防洪抗旱理论和经验的基础上，提出了具有我国特色的防灾减灾对策。该成果是迄今为止研究我国水旱灾害见到的最全面、系统、富有创新的研究成果，可为我国国民经济有关部门、各级防汛抗旱指挥机构和水利部门提供重要决策参考依据。也是我国对国际减灾十年活动的一大贡献。
由南科院与水利部水文局共同承担的水利部重大项目“中国暴雨统计参数图集”2004年通过水利部鉴定，鉴定专家一致认为“该项研究成果深刻地揭示和描述了我国暴雨的统计特性和规律，是我国水利、交通等工程规划、设计和建设的重要依据，具有重要的应用价值和科学意义，整体上达到了世界领先水平”。成果引起了水利界广泛关注。《中国暴雨统计参数图集》的出版入选为2004年全国水文行业、水利通信、信息化行业十件大事，并被水利部正式颁布使用。
2007年，开展了“中国水文循环要素演变及其对气候变化的响应”、“基于河流健康保护的流域土地利用模式研究” 等水利部公益性行业专项研究工作；申报的水利前期计划项目“中国水图”编制通过了水利部和国家发改委的立项和工作大纲审查。这是一项基础性和将有重要影响的重大课题。“中国水图”是一部以水为主题的大型综合性图集，主要反映我国疆域内各种形态水的分布、数量和质量，水的循环及时空分布规律，水开发、水利用、水保护，水与社会经济发展、生态系统和环境保护的关系，以及我国治水的伟大成就等，将以图表语言为主直观表述我国领土范围内关于水的知识体系，是我国水科学生产实践、科研、管理和治水成就的全面系统总结。
完成的全国防洪规划中“防洪区范围界定与划分方法研究”、“城市防洪研究及全国城市防洪规划汇总”两个项目的成果，纳入了全国防洪规划上报稿。
国家防办组织开展的基础研究项目“设计洪水分析计算方法研究”和“水库汛期分期设计洪水研究”，在设计洪水的理论与计算方法、水库汛期分期设计洪水与分期调度运行方式等方面做了大量的研究工作，取得了较好的研究成果，对提高我国水库的综合利用效益具有重要参考价值。中国抗旱战略研究专题之一“全国干旱区划及抗旱能力研究”项目分析了我国干旱及旱灾的成因，对干旱及旱灾状况进行了分析和评价；在国内首次进行了农业综合干旱及旱灾区划和农业抗旱能力研究，为我国制订抗旱战略对策提供科学依据。两个项目均顺利通过国家防汛抗旱总指挥部办公室验收。
完成的“干旱规律及干旱风险管理研究”、“长江防洪系统(重庆—大通)河湖水库水沙模拟整体模型研究”、“地下水资源规划与利用关键技术研究”等“948”项目均通过水利部组织的验收或鉴定，获得较高评价。其中“地下水资源规划与利用关键技术研究”详细研究了国内外地下水资源开发利用的现状、存在的问题，地下水资源规划、管理与利用的发展趋势以及人类活动对地下水资源的影响等内容，整体达到国际先进水平。承担的“948”项目 “水资源调度运行系统”、“都市防洪排涝水情仿真和灾情评估系统”等引进项目也取得较好的效果。
二、为行业决策和经济社会发展提供技术支撑
2001年以来，根据行业需求和经济社会发展的需要，加强科技创新，为水资源的开发、利用、节约、保护提供了技术支撑。
南科院承担的“流域水资源可持续发展模式研究”，完成了典型流域（澜沧江流域）水资源合理配置分析模型和水资源与人口、资源、环境、经济协调发展模型，提出了检验流域水资源可持续利用和社会经济可持续发展的指标体系，完成了流域信息管理系统的开发；“黄河流域生态需水研究”项目通过了黄委会勘测规划设计院组织的评审，与会专家认为该项目研究目标明确，技术路线合理，体现多学科交叉。其中，最小生态流量、适宜生态流量的研究方法具有创新性；“长江中下游防洪调度系统开发研究”通过了长江水利委员会的验收，该成果可用于长江干支流河道、湖泊、分蓄洪区的洪水演进和洪水调度方案仿真，较准确客观地描述江湖洪水的运动规律、预测和评价各种防汛调度方案的蓄泄效果，可为长江中下游防汛调度预案的制定和实施提供技术支撑。
2005年,承担的全国水资源综合规划汇总及其专题项目的5个子题：“地下水系统保护的标准及方法研究”、“生态环境用水标准及其配置原则与方法研究”、“水资源合理配置评价指标体系及其评判标准研究”、“流域及区域通用化水资源供需分析及配置模型分析系统研制”、“第二、三产业用水与节水指标及政策研究”，均根据全国水资源综合规划的总体进展要求完成研究工作，有关专题研究成果为全国水资源综合规划的修编提供了技术保障。作为技术骨干还参与完成了“国家防汛抗旱指挥系统（NFCS）”初步设计工作。
此外，还开展了相关的政策法规和技术标准规范编制工作，包括《水务管理技术标准体系建设框架意见》、《水资源供需平衡预测分析技术规范》、《建设项目水资源论证管理办法》、《全国节水规划纲要》和《节水型产品技术条件与管理导则》、《全国水资源综合规划水资源合理配置部分技术大纲及细则》、《地下水监测站建设技术规范》、《水资源供需预测分析技术规范》、《旱情风险评价导则》、《计划用水技术导则》等；完成了水利部委托的“水法”有关修订调研任务，并撰写了新“水法”的宣传材料，在北京、上海、江苏等地区进行新“水法”的宣传工作；为水利部编写了“水务管理”培训教材并承办《城市水务管理培训》培训班。
