2001年，中国水科院机构调整，水利史研究室整体并入防洪减灾所，改建为信息与灾害风险研究室。2007年，以信息与灾害风险研究室为基础，又独立恢复成为水利史研究所。2013年，水利史研究所与防洪抗旱减灾研究所、水利部遥感中心一起，共同组建为水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心，下设6个研究部，“水利史与水文化研究部”为其中之一。这一时期，水利史研究所在巩固发展中国古代水利史研究基础上，重点突破中国近代水利史和中国当代水利史研究，并积极向水利遗产保护与利用、区域水文化发展研究、水利博物馆展示内容设计等领域拓展。
基础资料整编与共享。在前人工作基础上，增补出版简体版《再续行水金鉴》（共16册，约1200万字）；完成《中国水利史典》运河卷整编；开展历史山洪灾害和历史海洋灾害专题数据的整编工作。同时，在科技部基础性工作专项“历史大旱及典型场次旱灾水文特征复原”支持下，顺利完成《清代干旱档案史料》的整编和出版。目前，正在开展“民国时期水旱灾害剪报资料抢救性整理”工作，这是继故宫清代洪涝和干旱档案之后的又一项大型资料整编工作。为高质量完成《钱正英学术思想研究》项目，开展一系列新中国水利“口述史”访谈工作和资料收集整编工作，获得大量有关新中国水利建设的一手资料。正在建设的“水利史数字资源共享平台”基本完成。
《再续行水金鉴》
《清代干旱档案史料》
水利史研究所收藏的《民国水利剪报》资料
基础研究。2004年，文化部启动国家大型文化工程《清史》纂修工作，这是继二十四史之后的又一部断代史纂修工作，水利史研究所承担“典志”中的《水利志》，取得许多创新性成果。周魁一所著《中国科学技术史（水利卷）》获“郭沫若中国历史学奖”三等奖，这是水利史论著在社科界获得的最高成果。同时成功申报了国家社科基金重点项目“新中国防洪抗旱减灾史研究”。这一时期，还相继出版《都江堰史》（谭徐明，2004）、《中国灌溉与防洪史》（谭徐明等，2005）、《中国治水方略的回顾与前瞻》（周魁一等，2005）、《洪泽湖-清口水利枢纽的形成与演变》（王英华，2008）、《中国大运河遗产构成及价值评估》（谭徐明等，2013）、《中国大运河文化遗产保护技术基础》（谭徐明等，2013）等论著。目前正在开展的基础研究工作还有《中国水利通史》、《中国运河志.河道工程管理卷》和《水利史话》等论著的编写。
河湖水系演变研究。基于长时序资料，水利史对流域水系和水环境演变的研究具有自身的优势。在黄河南北改道的影响下，海河和淮河是流域水环境发生重大演变的江河。完成的“海河流域变化条件下水利工程功能及其运行特性分析”项目将研究重点放在大运河运行期间，水利工程对黄淮海平原水系基本格局的影响方面，通过对比分析历史时期与现代黄淮海平原水资源总量的变化情况，揭示了今天海河下游有河皆干、有水皆污以及浅层地下水严重枯竭的主要原因。“淮河与洪泽湖演变”和“近2000年西北地区水资源水环境演变”研究，同样侧重于现代流域下游水环境的成因揭示。这些研究成果从多个视角揭示了当前水资源、水安全重大问题的根源，为流域规划的编制和治理方略的制定提供了历史依据。
水利遗产保护与利用。这一时期，国家开展大运河申遗工作，水利史研究结合社会需求，开展了大量大运河申遗相关研究工作，并将信息技术与运河申遗相结合，探讨其在遗产保护中的应用，获得了国家文物局颁发的“文物保护工程勘测设计甲级资质证书”，这是目前水利系统唯一的拥有文物保护工程（水利类）勘测设计甲级资质的单位。在水利部的主持下，先后完成全国范围内“在用古代水利工程与水利遗产调查”和“水文化遗产调查”工作，基本掌握我国水利遗产保护与管理的现状及其面临的主要问题。完成的“在用古代水利工程与水利遗产保护总体规划”是首份有关水利遗产保护的专项规划。承担完成的国家文物局“指南针计划”项目“古代水利工程发明创造可行性研究”，使该项目得以顺利推广，并承担了其试点项目“贵州安顺鲍屯古代乡村水利工程价值挖掘与展示”，项目执行过程中对水碾房的修复成果，获联合国教科文组织亚太遗产保护卓越奖。参与国家文物局《大运河遗产保护规划编制要求》制定工作、大运河遗产保护总体规划编制工作，承担大运河遗产构成及关键工程价值评估研究，这些成果为大运河成功列入世界文化遗产提供了坚实的基础。2014年开始，国际灌溉排水委员会（ICID）设立“世界灌溉工程遗产名录”。水利史研究所配合中国国家灌排委员会，参与了中国项目的申报工作。目前中国申报的7个项目全部入选。
贵州安顺鲍屯水辗房荣获2011年联合国科教文组织“亚太遗产保护卓越奖”
水文化建设方面，水利史研究所利用自身优势，积极为地方文化建设提供服务支撑。2002年，水利史研究所与绍兴水利局联合，在绍兴古运河整治项目中，融合了地域特色鲜明的文化内涵，被认为是“水利建设上很有意义的新探索、新实践”。2009年以来，随着国家对文化建设的重视，水利部加强了水文化建设工作。水利史研究所应水利建设的实际需求，参加了水利部主持开展的《水文化建设规划纲要（2012-2020年）》工作。并进一步加强与地方政府部门的合作，先后主持或参与了“中国大运河南旺科技馆展陈设计”“淮安河道总督部院展板内容设计”“太湖水利展示馆展示内容设计”“古黄河枢纽工程文化提升工程内容设计”“寿县水利文化建设总体规划”“扬州水文化建设规划”“丽水国家农业公园规划”等任务。
周魁一教授为绍兴运河园主牌坊题刻
京杭运河南旺枢纽模型
太湖水利展示馆展示内容设计
标准编制。编制出版《洪水风险图编制导则》、《水利工程代码编制规范修订》、《中国河流代码修订》《洪涝灾情评估标准》和《实时工情数据库表结构及标示符》等行业标准。
这一时期，水利史研究所充分发挥资政作用，相关成果和建议得到水利部重视和关注。这方面的成果主要包括“我国水治理体制的历史沿革与变迁”（水利部人事司委托）、“我国农田水利法规”（水利部政法司委托）、“大运河沿线河道及工程有关情况调查”（水利部建管司委托）等。
此外，这一时期，水利部委托水利史研究所承担江河水利志编纂、出版、续修和应用的业务指导工作，以及江河水利志书的征集收藏工作。目前，江河水利志收藏馆收藏的各类水利志书3000册，并向社会公众提供阅读服务。
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