Für die Umsetzung der WRRL waren z. B. zunächst die Grundlagen für die neuen Bewertungsverfahren zu definieren oder Verfahrensweisen für bestimmte Bearbeitungsschritte zu finden - wie bei der Ausweisung der erheblich veränderten Wasserkörper (HMWB). In Nordrhein-Westfalen wurden dafür seit dem Jahr 2000 zahlreiche Forschungs- und Entwicklungsprojekte auf den Weg gebracht.

Diese Projekte wurden verschiedenen Oberthemen zugeordnet:

• Bewirtschaftungsplan allgemein
  Themen: Erstellung von Maßnahmenprogrammen, Die Wanderausstellung
• Monitoring und Bewertung
  Themen u. a.:  Fischschutz, Makrophytenbewertung, HMWB-Ausweisung
• Ursachenforschung
  Themen u.a.: Belastungen mit Kupfer, Zink, Schwermetallen, Stickstoff; Durchgängigkeit
• Grundwasser und Wasserqualitätsberatung in der Landwirtschaft
  Themen u. a.: Bodenwasserhaushalt, Belastung mit Stickstoff, Phosphor, Nitrat
• Abwasser und Niederschlagswasser
  Thema: Niederschlagswassereinleitungen
• Kosten-Nutzen-Betrachtungen
  Themen: Erzbergbau; Zielarten Lachs und Aal
• Massnahmenkonzepte
  Themen: Kühlwassernutzung, Sanierung Salmonidenlaichgewässer
• Finanzierung und Förderung
  Thema: Kompensationsmaßnahmen