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Eine ausreichende Wasserversorgung war schon immer Voraussetzung für eine wirtschaftliche Entwicklung und nachhaltige Stadtentstehung. Bereits früh in der Geschichte wurde klar, dass Städte regional und teilweise auch überregional über die physischen Stadtgrenzen hinaus Wasserressourcen beanspruchen. Dies geschieht durch die quantitative Beeinflussung des Wasserkreislaufs aufgrund von Wasserentnahme und Änderungen des natürlichen Abfluss-, Speicherungs- und Verdunstungsverhaltens, sowie durch fortschreitende Bodenversiegelung und Flussbegradigungen. Aber auch die qualitative Beeinflussung, bedingt durch häusliche und gewerbliche Emissionen stofflicher und nicht-stofflicher Art (insbesondere thermische Belastungen durch Kraftwerke), nimmt immer mehr zu. So werden die Wasserressourcen im Umkreis von Städten als Rohstoffquelle und als Senke zur Aufnahme von Schad- und Abfallstoffen in zunehmenden Maße verknappt. Zukünftig stehen große Herausforderungen bevor im Zusammenhang mit einem weiteren Bevölkerungswachstum in urbanen Räumen und der notwendigen wirtschaftlichen Entwicklung, insbesondere in Entwicklungs- und Schwellenländern. In wie weit konventionelle Lösungen diese Probleme lösen können, ist weitgehend unklar.