พระราชกรณียกิจในการจัดการทรัพยากรน้ำ ที่พระราชทานพระราชดำริให้หน่วยงานต่างๆ ดำเนินการมาโดยตลอดนั้น เพื่อการแก้ไขปัญหาหรือบรรเทาความเดือดร้อน เกี่ยวกับน้ำ และสามารถพัฒนาคุณภาพชีวิตจากสภาพความยากจนแร้นแค้นให้อยู่ในฐานะพอมีพอกิน หรือถึงขั้นมีกินมีใช้ โดยการจัดหาน้ำช่วยเหลือพื้นที่เพาะปลูกในท้องที่ขาดแคลนน้ำ ระบายน้ำออกจากพื้นที่ลุ่มกรณีพื้นที่ซึ่งเกิดน้ำท่วมขังเป็นประจำ และแก้ไขบำบัดน้ำเสียในกรณีพื้นที่นั้นมีปัญหาคุณภาพน้ำ โดยการจะบริหารจัดการน้ำให้ได้ประสิทธิภาพนั้นขึ้นอยู่กับสภาพความรุนแรงของแต่ละปัญหาในพื้นที่ และความร่วมมือของส่วนราชการ เอกชน และประชาชน
ดังจะเห็นได้จากพระราชดำรัสเกี่ยวกับการบริหารจัดการน้ำ ที่ได้พระราชทานในพิธีเปิดการประชุมนานาชาติ The Third Princess Chulabhon Science Congress ณ โรงแรงแชงกรี-ลา วันที่ ๑๑ ธันวาคม พุทธศักราช ๒๕๓๘ ความว่า
“.... การพัฒนาแหล่งน้ำนั้น ในหลักใหญ่ ก็คือ การควบคุมน้ำให้ได้ดังประสงค์ ทั้งปริมาณน้ำมากเกินไปก็ต้องหาทางระบายออกให้ทันการ ไม่ปล่อยให้เกิดความเดือดร้อนเสียหายได้ และในขณะที่เกิดภาวะขาดแคลนก็จะต้องมีน้ำกักเก็บไว้ใช้อย่างพอเพียง ทั้งมีคุณภาพเหมาะสมแก่การเกษตร การอุตสาหกรรม และการอุปโภคบริโภค ปัญหาอยู่ที่ว่า การพัฒนาแหล่งน้ำนั้นอาจจะมีผลกระทบกระทือนต่อสิ่งแวดล้อมบ้าง แต่ถ้าไม่มีการควบคุมน้ำดีพอแล้ว เมื่อเกิดภัยธรรมชาติขึ้น ก็จะก่อให้เกิดความเดือดร้อน สูญเสียทั้งในด้านเศรษฐกิจ และในชีวิตความเป็นอยู่ของประชาชน ทั้งส่งผลกระทบกระเทือนแก่สิ่งแวดล้อมอย่างร้ายแรง ....”
ทั้งนี้ การเดินทางของน้ำ นับจากน้ำจากยอดเขารวมตัวเป็นสายธารต่างๆ ก่อนที่จะรวมตัวกันไหลลงสู่เบื้องล่าง มีการจัดการและบริหารน้ำตามแนวพระราชดำริ มาเป็นลำดับตั้งแต่ในช่วงยอดเขา - กลางเขา เช่น การทำฝายสร้างความชุ่มชื้น การจัดสรรน้ำให้แก่เกษตรกรที่สูง และการจัดให้มีอ่างเก็บน้ำขนาดเล็ก ฯลฯ ช่วงกลางเขา - เชิงเขา คือ การจัดสรรน้ำให้แก่เกษตรกรในท้องถิ่น ส่วนใหญ่เป็นการทำพืชสวน ด้วยการส่งและเก็บกักน้ำด้วยอ่างเก็บน้ำขนาดเล็ก ช่วงเชิงเขา - ที่ราบ คือ การจัดสรรน้ำให้แก่เกษตรกรที่ทำนา ทำไร่ การผันน้ำจากแหล่งน้ำธรรมชาติเข้านา และเก็บกักน้ำด้วยอ่างเก็บน้ำขนาดกลาง การสร้างคลองส่งน้ำ ฯลฯ ในส่วนนี้ มีการนำเสนอข้อมูลและรายละเอียดโครงการพัฒนาแหล่งน้ำต่างๆ เพื่อการอนุรักษ์พื้นที่ต้นน้ำลำธาร โครงการพัฒนาแหล่งน้ำเพื่อการผลิตไฟฟ้า และการพัฒนาแหล่งน้ำผิวดิน อาทิ อ่างเก็บน้ำ ฝายทดน้ำ ขุดลอกหนองบึง จัดทำสระเก็บน้ำ ฯลฯ ภายหลังจากตามรอยพระบาทพระองค์ที่เสด็จ ฯ ไปพัฒนาแหล่งลุ่มน้ำต่างๆ จะเห็นได้ว่า พระองค์ได้ทรงตระหนักถึงความสำคัญอย่างยิ่งของการบริหารจัดการน้ำ ดังพระราชดำรัสของพระเจ้าอยู่หัว ที่ว่า “ น้ำเป็นสิ่งสำคัญที่สุดในงานเกษตร แม้ดินจะไม่ดีบ้าง หรือมีอุปสรรคทางด้านอื่นๆ ถ้าแก้ปัญหาในเรื่องแหล่งน้ำ ที่จะใช้เพาะปลูกได้แล้ว เรื่องอื่นๆก็จะพลอยดีขึ้นตามมา”
นอกจากนี้ ยังมีโครงการพัฒนาแหล่งน้ำตามแนวพระราชดำริ ที่สำคัญๆ อีกหลายแห่ง จัดแสดงไว้ให้เห็นถึงพระมหากรุณาธิคุณที่มีต่อพสกนิกรชาวไทยโดยทั่วหน้ากัน อาทิ โครงการเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์ จังหวัดลพบุรี-สระบุรี
เป็นโครงการที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว มีพระราชดำริให้กรมชลประทาน ดำเนินการศึกษาความเหมาะสมของโครงการเขื่อนเก็บกักน้ำ แม่น้ำป่าสักอย่างจริงจังและเร่งด่วน เพื่อแก้ไขปัญหาภัยแล้งและอุทกภัย ในเขตลุ่มน้ำป่าสักและลุ่มน้ำเจ้าพระยาตอนล่าง รวมไปจนถึงกรุงเทพมหานคร และปริมณฑล ตลอดจนเพื่อการชลประทานตอนล่างของพื้นที่ลุ่มแม่น้ำป่าสัก
ซึ่งหลังจากโครงการก่อสร้างแล้วเสร็จ ในปี ๒๕๔๒ เขื่อนป่าสักชลสิทธิ์ ก็ได้ทำหน้าที่อย่างมีประสิทธิภาพมาโดยตลอด เพราะนอกจากจะเปิดพื้นที่ชลประทานใหม่ในจังหวัดลพบุรี และสระบุรี จำนวนกว่า ๑๔๐,๐๐๐ ไร่ และช่วยพื้นที่เกษตรเดิมแล้ว ยังสามารถบรรเทาปัญหาพื้นที่อุทกภัยในพื้นที่กรุงเทพมหานคร และพื้นที่ใกล้เคียงได้อย่างมาก รวมทั้งยังสามารถจัดสรรน้ำในอ่างเพื่อเจือจางน้ำเสีย และผลักดันน้ำเค็มบริเวณลุ่มแม่น้ำเจ้าพระยาตอนล่างในฤดูแล้งอีกด้วย โครงการเขื่อนคลองท่าด่าน อันเนื่องมาจากพระราชดำริ จังหวัดนครนายก
พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวจึงพระราชทานพระราชดำริ ให้กรมชลประทานพิจารณาก่อสร้างโครงการเขื่อนคลองท่าด่านขึ้น โดยประโยชน์ที่ประชาชนจะได้รับในพื้นที่โครงการ คือ ราษฎรจำนวน ๕,๔๐๐ ครัวเรือน และพื้นที่เกษตรกรรม ๑๘๕,๐๐๐ ไร่ และมีน้ำใช้เพื่ออุปโภคบริโภค ๑๖ ล้านลูกบาศก์เมตรต่อปี รวมถึงการป้องกันปัญหาอุทกภัย ซึ่งเมื่อปีที่ผ่านมาแม้ตัวเขื่อนยังสร้างไม่แล้วเสร็จ ก็สามารถบรรเทาปัญหาน้ำป่าไหลหลาก ในเขตบริเวณอุทยานแห่งชาติเขาใหญ่ได้ส่วนหนึ่ง ทำให้ปริมาณน้ำที่จะไหลเข้าท่วมตัวเมืองนครนายกมีปริมาณน้อยลง และสามารถบรรเทาปัญหาดินเปรี้ยว ที่เป็นปัญหาที่เกษตรกรประสบปัญหามาเป็นเวลานาน ทำให้สามารถใช้พื้นที่การเกษตรได้อย่างเต็มที่อีกด้วย
โครงการอ่างเก็บน้ำยางชุม อันเนื่องมาจากพระราชดำริ อำเภอกุยบุรี จังหวัดประจวบคีรีขันธ์
โครงการอ่างเก็บน้ำยางชุม อันเนื่องมาจากพระราชดำริ เป็นแหล่งน้ำต้นทุน เพื่อช่วยเหลือพื้นที่ทำการเพาะปลูก อุปโภค-บริโภค ทั้งในฤดูฝนและฤดูแล้ง ช่วยบรรเทาอุทกภัยในบริเวณลุ่มน้ำกุยบุรี ช่วยผลักดันน้ำเค็มในคลองกุยบุรีในช่วงฤดูแล้ง เป็นแหล่งเพาะพันธุ์ปลาน้ำจืด และเป็นสถานที่ท่องเที่ยว
สำหรับในส่วนต่อมา แสดงให้เห็นถึงภาพการเดินทางของน้ำที่ไหลเข้าสู่ชุมชน และเขตเมือง อันก่อให้เกิดปัญหาในเรื่องของการป้องกันน้ำท่วม ตลอดจนการเน่าเสียของน้ำ ซึ่งนับวันจะทวีความรุนแรง และสร้างความเสียหายมากขึ้น
ในส่วนนี้ มีการจัดแสดงแนวทางการแก้ไขปัญหาน้ำท่วม พื้นที่ในเขตกรุงเทพมหานคร และปริมณฑลตามโครงการพระราชดำริ ”แก้มลิง”
เนื่องจาก กรุงเทพมหานคร มีลักษณะลุ่มต่ำ การระบายน้ำยามเกิดภาวะน้ำท่วมเป็นไปอย่างล่าช้า หลายคลองที่ลำน้ำตื้นเขิน มีวัชพืชปกคลุมกีดขวางทางน้ำไหล ทำให้เกิดน้ำท่วมขังในกรุงเทพมหานคร และปริมณฑลเป็นระยะเวลายาวนาน
พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว พระราชทานแนวพระราชดำริ ให้มีระบบการบริหารจัดการด้านน้ำท่วม ในวิธีการที่ตรัสว่า แก้มลิง ดังพระราชดำรัส วันที่ ๔ ธันวาคม ๒๕๓๘ ณ ศาลาดุสิตาลัย สวนจิตรลดา ความว่า “...จะต้องทำ แก้มลิง เพื่อที่จะเอาน้ำนี้ไปเก็บไว้เวลาน้ำทะเลขึ้น ไม่สามารถที่จะระบายออก เมื่อไม่สามารถระบายออก น้ำทะเลก็ขึ้นมา ดันขึ้นไปตามแม่น้ำขึ้นไปเกือบถึงอยุธยา ทำให้น้ำลดลงไปไม่ได้ แล้วเวลาน้ำทะเลลง น้ำที่เอ่อขึ้นมานั้นก็ไม่สามารถที่จะกลับเข้าไปในแม่น้ำเจ้าพระยา ก็ท่วมต่อไป จึงต้องมีแก้มลิง เราพยายามที่จะนำเอาน้ำออกมาเมื่อมีโอกาส...”
ส่วนทางพื้นที่ด้านขวาของโครงการ “แก้มลิง” จัดพื้นที่คล้ายๆ สวนหย่อม มีม้ายาว ให้ผู้ชมนั่งเล่น และชมวิดีทัศน์ เรื่อง ทฤษฎีการบำบัดน้ำเสีย โดยการบริหารจัดการน้ำเสีย ตามแนวพระราชดำริ มีแนวคิดหลักๆ คือ ๑) น้ำดีไล่น้ำเสีย ๒) เครื่องกรองน้ำธรรมชาติ ๓) สระเติมอากาศชีวภาพบำบัด ๔) การผสมผสานพืชน้ำกับระบบเติมอากาศ ๕) การบำบัดน้ำเสียด้วยระบบบ่อบำบัด และพืชน้ำ ๖) การเติมอากาศโดยใช้กังหันน้ำชัยพัฒนา พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ได้พระราชทานพระราชดำริให้ประดิษฐ์เครื่องกลเติมอากาศแบบประหยัดค่าใช้จ่าย สามารถผลิตขึ้นได้เองในประเทศ ในลักษณะ ไทยทำไทยใช้ โดยทรงได้แนวทางจากน้ำที่รั่วไหลจาก “หลุก” ซึ่งเป็นอุปกรณ์วิดน้ำเข้านา อันเป็นภูมิปัญญาชาวบ้านมาแต่โบราณ เป็นจุดคิดค้นเบื้องต้น ด้วยทรงมุ่งหวังที่จะช่วยแบ่งเบาภาระของรัฐบาล ในการบรรเทาน้ำเสียอีกทางหนึ่ง