實驗室圍繞“河湖水文-水動力數學模型與水安全保障關鍵技術”、“洞庭湖區環境污染治理與控制”、“河湖水環境治理的政策與法治保障”、“洞庭湖區生態環境保護與綜合治理規劃”等方向開展研究，旨在為洞庭湖水環境治理、生態保護與修復、法治保障與政策、大湖生態文明建設和社會經濟健康發展提供科學基礎、技術支撐、政策咨詢、決策支持和強有力的工程技術服務，同時聚焦新資源、新能源、新裝備領域核心技術難題，突破水資源高效開發利用、水環境保護與治理修復、生態環境智能監測、生態環保疏浚、智慧水利信息等核心關鍵技術，推動高性能技術與設備的產業化，在流域、湖泊綜合治理與水環境修復行業創建湖南省的“政產學研用”創新示范區和產業聚集區，孵化環保疏浚裝備制造、生態環境智能監測裝備制造、綠色能源技術與設備研發等新興產業鏈，提升湖南“智造”水平，助力“中國制造2025”。

方向一：洞庭湖區域規劃及發展研究

1.  洞庭湖區域綜合治理模式與規劃研究

2.  湖區環境保護與綜合治理管理體制機制

3.  湖區適水產業發展模式與鄉村振興戰略

方向二：洞庭湖水資源與水安全保障研究

1.  洞庭湖水資源戰略規劃

2.  洞庭湖水資源優化配置技術

3.  洞庭湖水安全保障技術

方向三：洞庭湖環境治理和水生態修復技術研究

1.  水體生態環境監測及水資源質量安全保障

2.  湖區水和土壤環境生態修復理論與技術

3.  湖區（污）廢水、固體廢棄物的治理與再利用

方向四：洞庭湖區域防災減災關鍵技術研究

1.  洞庭湖水利工程建設關鍵技術研究與開發

2.  防洪搶險關鍵技術和防災減災措施

3.  河道生態政治關鍵技術研發與示范

方向五：洞庭湖大數據挖掘與仿真研究

1.  智能監測傳感器開發及應用

2.  “洞庭云”水利數據挖掘與分析

3. 水利數值仿真與決策支持系統研究