实验室围绕“河湖水文-水动力数学模型与水安全保障关键技术”、“洞庭湖区环境污染治理与控制”、“河湖水环境治理的政策与法治保障”、“洞庭湖区生态环境保护与综合治理规划”等方向开展研究，旨在为洞庭湖水环境治理、生态保护与修复、法治保障与政策、大湖生态文明建设和社会经济健康发展提供科学基础、技术支撑、政策咨询、决策支持和强有力的工程技术服务，同时聚焦新资源、新能源、新装备领域核心技术难题，突破水资源高效开发利用、水环境保护与治理修复、生态环境智能监测、生态环保疏浚、智慧水利信息等核心关键技术，推动高性能技术与设备的产业化，在流域、湖泊综合治理与水环境修复行业创建湖南省的“政产学研用”创新示范区和产业聚集区，孵化环保疏浚装备制造、生态环境智能监测装备制造、绿色能源技术与设备研发等新兴产业链，提升湖南“智造”水平，助力“中国制造2025”。

方向一：洞庭湖区域规划及发展研究

1.  洞庭湖区域综合治理模式与规划研究

2.  湖区环境保护与综合治理管理体制机制

3.  湖区适水产业发展模式与乡村振兴战略

方向二：洞庭湖水资源与水安全保障研究

1.  洞庭湖水资源战略规划

2.  洞庭湖水资源优化配置技术

3.  洞庭湖水安全保障技术

方向三：洞庭湖环境治理和水生态修复技术研究

1.  水体生态环境监测及水资源质量安全保障

2.  湖区水和土壤环境生态修复理论与技术

3.  湖区（污）废水、固体废弃物的治理与再利用

方向四：洞庭湖区域防灾减灾关键技术研究

1.  洞庭湖水利工程建设关键技术研究与开发

2.  防洪抢险关键技术和防灾减灾措施

3.  河道生态政治关键技术研发与示范

方向五：洞庭湖大数据挖掘与仿真研究

1.  智能监测传感器开发及应用

2.  “洞庭云”水利数据挖掘与分析

3. 水利数值仿真与决策支持系统研究