1.流域水环境演化与生态响应
从长江沉积物的源-汇过程出发，系统认识长江地质环境演变趋势与变化特征，探索人类活动对环境演变的影响。以长江下游地区为对象，研究环境污染物特别是持久性污染物在流域水生态系统中分布特征、迁移转化和生物效应，揭示环境污染对水环境质量的影响及其生态风险。在水生态系统结构组成和物质循环水平上，研究生态系统对长江水环境演变的响应。
2.流域污染防治与生态修复
研究流域污染控制与生态修复的原理与技术，重点围绕长江下游地区太湖流域、巢湖流域等，研究污染物去除的新原理和新技术，研发流域村镇污染和城市面源污染控制技术，研究河流、湖泊生态退化机理，发展水生态修复方法与技术。通过技术系统集成，开展流域污染的应用实践。
3.流域水资源利用与水质安全
重点围绕流域饮用水安全，研究流域饮用水资源的优化配置，甄别影响饮用水安全的特征污染物和高风险污染物，研究特征污染物、微量有毒物质去除新方法，研发流域饮用水处理技术、安全输配技术，建立流域饮用水安全保障的技术体系并开展实际应用。
4.流域水环境管理
开展流域水资源循环利用研究，建立水资源优化利用模型；研究流域水环境管理模式、跨区域协同管理机制及其政策法规。重点围绕流域突发性污染事故管理，研发风险预警技术、风险评估技术和快速响应技术，建立流域水环境风险管理技术体系。
