主要研究领域：
流域水量水质过程模拟
地表水遥感观测
水资源评价管理
主持科研项目：
国家自然科学基金面上项目“基于多源遥感信息的缺资料流域水文模型参数率定研究”（2017-2020）（直接经费：67万）
国家自然科学基金青年项目“植被与水文过程双向耦合的流域分布式水文模型研究”（2013-2015）（经费额：26万）
“十二五”国家科技支撑计划专题“流域水循环与生态响应过程模拟关键技术研究”（2013-2015）（直接经费：50万）
环境保护部区域和行业重大发展战略环境评价项目重点专题“中原经济区战略环境影响评价水资源与水环境影响评价”（2013-2014）（经费额：82万）
北京师范大学自主科研基金"湿润地区流域生态水文过程模拟”（2013-2014）（经费额：10万）
参与科研项目：
国家自然科学基金重点支持项目“变化环境下的雅鲁藏布江流域径流响应与水文过程演变机理研究”课题二“雅江流域下垫面演变特征及其驱动力分析”（2017-2020），负责人
水利部公益性行业科研专项项目“东北粮食主产区旱灾评估技术及应用平台研究”专题三“基于遥感技术的农业旱灾监测与预警技术”(2014-2016)，技术负责人
鄂尔多斯市环保局项目“鄂尔多斯环境承载力与产业发展对策研究水资源专题”（2015-2016），技术负责人
水利部水利水电规划设计总院项目“全国各水资源分区用水量汇总分析”（2012-2013），技术负责人
环境保护部区域和行业重大发展战略环境评价项目重点专题“西南地区战略环评水资源评价”（2012-2013），技术负责人
水利部发展研究中心项目“地下水集中式饮用水源地保护管理制度与保障措施研究”（2012），技术负责人
水利部发展研究中心项目“海水淡化配置水资源的影响因素和理论分析研究”（2011），技术负责人
日本学术振兴学会（JSPS）科学研究资助基金基础研究项目“基于流域水文模型和遥感技术相融合的无资料地区河流流量推算研究”（2009-2010），技术负责人
国家自然科学基金重点支持项目"黑河流域中游地区生态-水文过程演变规律及其耦合机理研究”（2012-2015），技术骨干
日本科学振兴机构(JST)战略创造研究推进事业研究项目（CREST）“气候变化背景下城市可持续供水系统研究 ”(2009-2014)，技术骨干
代表性论文：
Sun W, Wang Y, Wang G, Cui X, Yu J, Zuo D, Xu Z.2017. Physically based distributed hydrological model calibration based on a short period of streamflow data: case studies in four Chinese basins, Hydrology and Earth System Sciences, 21, 251-265 (SCI, IF: 3.990)
Sun W, Yao X, Cao N, Xu Z, Yu J.2016. Integration of soil hydraulic characteristics derived from pedotransfer functions into hydrological models: evaluation of its effects on simulation uncertainty, Hydrology Research, 5: 964-978 (SCI, IF: 1.779)
Yao X, Yu J, Jiang H, Sun W, Li Z.2016. Roles of soil erodibility, rainfall erosivity and land use in affecting soil erosion at the basin scale, Agricultural Water Management, 174: 82-92. (SCI, IF: 2.603)
Sun W, Ishidaira H, Bastola S and Yu J. 2015. Estimating daily time series of streamflow using hydrological model calibrated based on satellite observations of river water surface width: Toward real world applications, Environmental Research,139:36-45. (SCI, IF: 3.088)
Sun W, Song H, Yao X, Ishidaira H, Xu Z.2015. Changes in Remotely Sensed Vegetation Growth Trend in the Heihe Basin of Arid Northwestern China, PLoS ONE 10(8): e0135376.doi:10.1371/journal.pone.0135376. (SCI, IF: 3.057)
Sun W, Wang J, Li Z, Yao X and Yu J. 2014. Influences of climate change on water resources availability in Jinjiang Basin, China, Scientific World Journal, Article ID 908349. (SCI, IF: 1.730)
Wang J, Ishidaira H, Sun W and Ning S. 2013. Development and interpretation of new sediment rating curve considering the effect of vegetation cover for Asian basins.Scientific World Journal, Article ID 154375. (SCI, IF: 1.730)
Sun W, Ishidaira H and Bastola S. 2012. Calibration of hydrological models in ungauged basins based on satellite radar altimetry observations of river water level, Hydrological Processes, 26(23): 3524–3537. (SCI, IF: 2.768)(被编辑部收录于最佳中国论文选集)
Sun W, Ishidaira H and Bastola S. 2012. Prospects for calibrating rainfall-runoff models using satellite observations of river hydraulic variables as surrogates for in situ river discharge measurements, Hydrological Processes, 26(6): 872–882. (SCI, IF: 2.768)
Sun W, Ishidaira H and Bastola S. 2010. Towards improving river discharge estimation in ungauged basins: calibration of rainfall-runoff models based on satellite observations of river flow width at basin outlet, Hydrology and Earth System Sciences, 14: 2011-2022. (SCI, IF: 3.990)