2011年5月，流域水循环模拟与调控国家重点实验室(筹)建设申请正式获得科技部的批准，2013年12月通过科技部的验收。本实验室由水利部主管，依托于中国水利水电科学研究院。

　　本实验室以水利部水沙科学与江河治理重点实验室和水利部水工程建设与安全重点实验室的主要科研条件为基础，有机结合了中国水利水电科学研究院相关领域的科研条件。拥有国内外先进的水循环与配置实验场、河流环境实验室、水力调控实验室、水沙调控与江河治理实验室、灾害机理实验室、工程抗震实验室、水环境实验室、结构材料实验室、离心模拟试验室等试验条件。

　　实验室主任为中国工程院院士王浩，副主任为胡春宏院士、汪小刚教高，实验室学术委员会由13人组成，学术委员会主任为水利部副部长胡四一。学术委员会人员都是活跃在水循环模拟与调控研究和管理领域的第一线，熟悉国际学科前沿和国家重大需求，能够准确把握试验室的学术方向。

　　实验室旨在建设一支世界一流的流域水循环模拟与调控研究队伍，成为我国在本领域内的科研创新基地和人才培养基地，其特点是规模适当、结构优化、突出创新。

　　流域水循环模拟与调控国家重点实验室围绕“自然-社会”二元水循环基础理论建立、水循环及其伴生过程综合模拟、多过程耦合演化机理和规律识别、二元水循环综合调控理论方法和技术体系的构建，实验室共设五个研究方向，分别是：①二元水循环基础理论研究方向；②流域水循环及其伴生过程研究方向；③复杂水资源系统配置与调度研究方向；④流域水沙调控与江河治理研究方向；⑤水循环调控工程安全与减灾研究方向。