水动力学与水力机械：包括水动力学与空化机理、多相流理论；水力机械动力特性及可靠性分析；水力机械系统动态学、内部流动机理与控制。
实验室主要研究方向：
针对水利学科发展的工程科学领域和国家重大需求的工程技术领域，近期实验室确立五个主要研究方向。
（1） 水文水资源科学：包括区域水文过程与水生态环境的耦合机理及模拟方法；水资源系统的协调及适应性优化理论及技术；水旱灾害形成机理及预报方法；流域水资源系统理论及动力学模型；现代遥感与大数据技术。
（2） 水沙科学与水环境：包括流域水沙过程的动力学与调控机制；河、湖（库）污染物输移机理；河流过程、形态和功能的自然演化及与人类活动的相互作用；集约利用河流资源、实现河流工程可持续的理论、技术与措施。
（3） 岩土力学与工程：包括高坝坝基、高边坡非线性破坏机理与设计理论；土动力学与土工抗震工程；岩土材料多尺度本构关系及岩土体多相多场耦合机制；岩土材料力学特性测试系统研发；环境岩土及地下资源开发。
（4） 枢纽工程与智能管理：包括复杂荷载作用下坝体材料工程特性和性能修复技术；高坝地基系统静动力分析；枢纽工程长期性能与模拟技术；新坝型与新型水工结构；枢纽工程智能化设计、施工、运维技术。
（5） 水动力学与水力机械：包括水动力学与空化机理、多相流理论；水力机械动力特性及可靠性分析；水力机械系统动态学、内部流动机理与控制。
