1.水循环

社会经济高速发展的今天，几乎不存在绝对的自然水循环，城市水循环是人工干扰占主导地位的水循环。

自然水循环的过程，涉及生物圈、岩石圈、大气圈，既是自然界需水、用水、耗水的过程，也是水资源自我净化的过程，是一举两得的开放式水循环。城市水循环过程，用水过程和净化过程相对分离，是单一功能的相对封闭的水循环。

自然水循环与城市水循环相对比，主要有六个方面差异：一是循环主体不同，城市水循环导致水循环主体多元化、主体水质恶化；二是循环路径不同，自然水循环可以简单概化为垂向水循环（蒸发、下渗、降水）和横向水循环（径流），城市水循环改变路径长度（延长，缩短），改变路径类型（地表、地下、蒸发），改变路径方式（单一、组合）；三是循环速度不同，城市水循环依靠人工外加能量加快或放缓自然水循环速度；四是循环通量不同，城市水循环显著改变水循环通量，包括水资源通量和污染物通量；五是循环功能不同，水循环功能可以分为生态功能、环境功能、气候功能，功能性质分为良性功能和恶性功能，城市水循环也显著改变自然水循环功能；六是循环能量不同，自然水循环的能量主要是势能和太阳热能，城市水循环则主要依靠人工转化能源，而且能量需求增加。

2.城市供水

城市化进程不断加剧，导致一方水土养一方人的供水模式不能满足城市日益增长的供水需求，水资源成为城市发展的制约因素。许多城市为了发展，不惜牺牲生态用水、农业用水等其他用水需求，而且随着城市群的建设，这种强烈的水资源供需矛盾还将加剧。

从两个尺度去分析城市供水，在整个流域尺度内可以把城市看成一个点，这个点看做源和汇，汇是响应水资源不足，大量水资源汇入城市点；源是因为水污染严重，大量污染源排入下游河道。在城市尺度，城市作为一个面，水资源在其内非自然水循环，即社会水循环或人工侧支水循环。

3.城市点

城市作为一个节点，这个点成为源和汇，对自然水循环主要改变是水循环路径和水循环通量。

超采地下水对自然水循环的影响，改变了水循环路径，由自然的横向地下径流改为垂向人工提升；提高了循环速度；增加了循环通量；引发地面沉降、河道断流等恶性环境功能；循环动力改变并增加。外来水源对自然水循环的影响，改变了循环路径和循环通量；水库等水利工程改变了循环速度；袭夺周边地区水资源，改变调出地区水循环通量和水循环功能性质。污水排放对自然水循环的影响，改变了下游河道水循环主体，水体污染物浓度大；大量污水在城市下游河段汇入，形成污水峰，循环通量增加；导致循环功能呈恶性，生态、环境遭到破坏。

4.城市面

城市作为一个面，水循环以管道内循环为主，与自然循环主要区别是循环路径多是管道，循环能量增加，循环功能丧失或产生恶性功能。

城市下垫面硬化，改变了雨水循环路径、提高循环速度和循环通量，首先横向产汇流形成城市内涝，通过人工排水管道路径进入河道，甚至在内涝严重城市段，需要水泵抽水，循环能量改变并增加。其次雨水下渗速度下降，下渗面减少，导致雨水垂向路径通量减少，地下水循环通量减少。再次抽取地下水进一步减少循环通量，导致循环功能下降，形成地下漏斗。另外，正常的雨水下渗路径，可以对土壤产生良性循环功能，包括生态功能和环境功能，在城市硬化地面则形成恶性循环功能，造成雨水污染排入河道。

城市用水（生产、生活）循环在取水口——排污口内几乎脱离自然水循环，进入管道水循环，管道水循环只具有单一使用功能，其他水循环功能几乎丧失，其出口是污水。分质供水实质是水循环主体多元化；分质供水的不同管道又是循环路径多元化。不同的循环主体和循环路径，必然需要外加能量才能满足，导致循环能量增加。

污水处理厂是管道水循环单一功能直接导致的结果，同时污水处理厂本身也是单一功能。污水处理厂及中水利用的实质是提高水净化的速度，减少循环速度，同时又延长在城市水循环中的时间，减少在自然水循环中的通量和时间。

部分企业循环用水，是封闭循环，该水体几乎脱离自然水循环，其循环能量必须人工增加。