水资源科学是研究水资源的形成、运动、分布和演变规律以及揭示水资源供给与保护与经济社会发展和生态环境保护之间的相互关系，并应用这些规律和关系解决人类社会可持续发展对水资源在数量和质量上需求的科学。其核心是研究和解决水资源的稀缺性问题。规律问题属于基础理论研究的范畴，关系问题属于应用理论研究的范畴。水资源承载能力和合理配置是应用理论研究的主要内容。
一、水资源承载能力
承载能力是力学中的一个重要概念，表示一个承载体能够在不遭受破坏的前提下可以承受的最大外力或荷载。这里有两点需要特别说明，第一是所承受的力来自于承载体以外，第二是承载体本身不遭受破坏。目前，在许多科学领域广泛运用承载能力的观念，其目的是为了追求可持续性。例如，在生态学中，对环境承载能力的定义是某个特定的环境在没有不良后果的情况下可以供养的最大数目的个体或居住者。在土地资源科学中，对土地承载能力的定义是在保证与社会发展阶段相适应的物质生活水平下，一个国家或地区土地资源所能够持续供养的人口数量。
水资源承载能力也应当符合上述两个概念。问题是外力是什么？从逻辑上讲，既可以是人口总量，生物总量，也可以是经济总量，但绝对不是水资源可利用量本身。水资源不遭受破坏与可持续利用在概念上是等同的。因此，水资源承载能力可以定义为：在水资源可持续利用的前提下，某个国家或区域的水资源可以持续支撑的人口总量（生物总量）或经济总量。
水资源承载能力是水资源可利用量与人均年综合用水量的比值。要分析计算水资源承载能力，需要先确定水资源可利用量和人均年综合用水量。
水资源可利用量是指在水资源可持续利用的前提下，考虑技术上的可行性、经济上的合理性以及生态环境的可承受性，通过工程措施可以获取并利用的一次性水量。随着科学技术的发展及国家经济实力的增强，开发利用水资源的手段和措施会不断改进或更新，水资源可利用量也会发生变化，所以只能根据可能预计的未来某个水平年的技术经济条件进行估算。分析计算水资源可利用量的过程相对比较复杂，因为它是供应用水户消耗和亏损的一次性水量指标，不包括上游区与下游区之间、地表水与地下水之间、城市与农村之间重复的用水量。关于水资源可利用量的计算准备另文叙述。
人均年综合用水可以建立人口总量和经济总量与水资源之间的定量关系。我国现行的人均年综合用水量包括了生活用水、生产用水和部分城市生态用水，能够比较客观地反映一个地区或区域经济社会的用水水平。事实上，人均年综合用水量就是一个地区或区域经济社会的总用水量与其人口（不包括流动人口）的比值。
水资源承载能力以水资源为出发点，探求与经济或生物总量之间的关系。
在分析水资源承载能力时，以下四点需要注意：
１。重复计算问题
在分析水分循环的过程中，存在地表水与地下水的重复计算问题。这一点已经为人们所认识。在分析用水过程中，通常也存在重复统计问题。例如上游用水后的退水（也称为回归水）被下游用水户再次使用，城市的退水常常被农业和生态利用，不论水质是否符合标准，而这一点并不为人们所认识。由于存在大量的重复统计，容易造成水资源供需分析的失真，也会使政府宏观决策失灵。正确的做法是“毛对毛、净对净”，即在分析供水量时采用毛定额，在分析用水量时也应当采用毛定额；反之亦然。比较科学的是应当尽量采用“净对净”的方法，用耗水量进行分析。
２。水资源核算问题
水资源核算问题的核心是对一个地区或区域水资源收入和支出项进行系统分析，以便得出完整的、符合实际的结论。当前，有一种倾向，在分析某个地区或区域的缺水现状时，不是完整地分析水资源的收入项和支出项，而是重支出项而忽视收入项。例如，在分析北方黄淮海平原缺水现状时，根本不分析或者考虑水资源的严重亏损，视２０多年地下水严重超采已经累计达到９００多亿ｍ３和由此产生的生态环境日趋恶化的事实而不见，仅仅根据近几年或１９８０年以来用水资料（支出项）的分析，片面地推断“即将进入零增长阶段”的错误结论，更有甚者武断判定“已经进入零增长阶段”，并由此推断出“不缺水”的结论。正确的做法应当是既分析支出项，又分析收入项；既考虑生活与生产用水，又重视生态用水。
３。用水定额问题
这个概念本来是很清楚的，即单位时间内单位产品、单位农作物面积或人均生活所用的水量。这里再次提及用水定额问题是想特别指出，目前我国确定用水定额的基本方法是统计法，没有采用国际惯用的需求法。因此，统计分析范围的大小，对用水定额的影响很大。根据一些研究或规划成果分析，统计范围越大，用水定额越小；反之亦然。其主要原因是统计范围越大，水资源的重复利用程度也就越高，所反映的用水定额也就相对较小。因此，从流域范围分析的用水定额一般都低于在流域内某个地区、区域或城市分析得出的用水定额。
４。规程规范问题
水资源供需分析方法缺少必要的规程规范，经常出现仁者见仁，智者见智的情况。当前，对水资源供需分析的成果出现严重分歧，一个非常重要的原因就是没有统一的规程规范，甲用趋势法，乙用定额法，丙用人口法，各有各的道理，又各有各的缺陷。当然，多一份成果，多一份论据，自然很好，问题是缺少一个判断依据，以至于长期争论不休，影响政府决策。
