“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，设置了五个主要研究方向，具体如下：

　　方向一：“自然－社会”二元水循环基础理论

　　方向二：流域水循环及其伴生过程

　　方向三：复杂水资源系统配置与调度

　　方向五：水循环调控工程安全与减灾