美国西部素有干旱“荒漠”之称。由于修建了中央河谷、加州调水、科罗拉多水道和洛杉矶水道等长距离调水工程，在加州干旱河谷地区发展灌溉面积13340平方千米，使加州发展成为美国人口最多、灌溉面积最大、粮食产量最高的一个州，洛杉矶市跃升为美国第三大城市。
前苏联已建的大型调水工程达15项之多，年调水量达480多亿立方米，主要用于农田灌溉，国内进行调水工程研究的研究所就有100多个。
澳大利亚为解决内陆的干旱缺水，在1949～1975年期间修建了第一个调水工程——雪山工程。该工程位于澳大利亚东南部，通过大坝水库和山涧隧道网，从雪山山脉的东坡建库蓄水，将东坡斯诺伊河的一部分多余水量引向西坡的需水地区。沿途利用落差（总落差760米）发电供应首都堪培拉及墨尔本、悉尼等城市。
巴基斯坦的西水东调工程，从西三河向东三河调水，灌溉农田15341平方千米。使巴基斯坦由原来的粮食进口国变成每年出口小麦150万吨、大米120万吨的国家。
中国已建成或正在建设的跨流域调水工程主要有：天津市和河北省引滦河水到天津、唐山，辽宁省引碧流河水到大连，山东省引黄河水到青岛，广东省从东江引水到深圳，甘肃省引大通河水到秦王川等。江苏省抽引长江水到淮河下游的工程将进一步发展成从长江送水到天津的南水北调东线工程。正在规划研究的还有南水北调中线工程和西线工程，以及引松花江水到辽河的北水南调工程。
调水带来的好处是不言自明的。它不仅使贫水区的开发成为可能，也使受水区增加了广阔的水域、水带与大气圈。含水层之间的垂直水汽交换加强，江湖水量得到补偿调节；调水有助于形成食物链基地，为珍稀和濒危野生动物提供栖息场所；提供廉价无污染水电，促进航运事业发展；使营养盐带入调水体系，有利于鱼类生产与繁殖；调水能增强水自身的净化能力，改善水质；各国调水大坝和渠道一带还都成了风景优美的旅游区。
但是，调水对生态与环境的负面影响，诸如土地淹没、居民迁移、导致污染、引发疾病等，也最让人挠心。值得特别重视的是，调水工程的距离越长、规模越大，对生态与环境的影响就越加复杂化、综合化。如北美水电联盟计划，要淹没数千公里的河谷地区，其中有些是北美最好的野生资源和风景地段，而且还牵涉到国际关系问题。一些调水工程改变了河流流向，产生“逆向河流”，将导致更加严重的生态环境问题。
5.污水处理实现水资源再生利用
城市污水是城市中各种污水和废水的统称，它由各种生活污水、工业废水和入渗地下水三部分组成。城市污水处理系统是指收集、输送、处理、再生和利用城市污水的设施以一定方式组合成的总体。随着工业化、城镇化的加快，城市污水排放量越来越大，如果不能得到妥善处理，将严重污染环境，影响人居环境质量和城市可持续发展。资料显示，整个水体污染中，农业畜牧养殖业排放量约占40％，工业约占30％，城市污水约占30%~40%。因此，城市污水处理事业的发展好坏十分重要。
在对城市污水的认识上，人们经历过一个由低级到高级的过程。相当长的一个时期，由于技术手段和认识的限制，人们曾经把城市污水看做“废水”。既然是废水，自然就是简单处理完后向下游排掉就可以了。随着经济的发展，城市水资源短缺的压力越来越大，追究城市水危机的根本原因，人们越来越认识到，是水的社会循环超出了水的自然循环可承载的范围。因此，只有充分尊重水的自然运动规律，合理科学地使用水资源，使上游地区的用水循环不影响下游水域的水体功能、社会循环不损害自然循环的客观规律，从而维系或恢复城市乃至流域的良好水环境，才是水资源可持续利用的有效途径。
这就要求我们从“取水—输水—用户—排放”的单向开放型的用水模式转变为“节制地取水—输水—用户—再生水”的反馈式循环流程，提高水的利用效率。实现这一重大用水模式的转变，加强污水再生利用是关键。随着科学技术的进步，城市污水已不再是废水，而是一种宝贵的资源。既然是一种资源，就要最大限度地利用。提高城市污水的再生利用率，一是可以减少污染物排放，二是节约了有限的水资源。华东理工大学教授陆柱建议，城市应当大力推广循环用水、一水多用、污水回收利用等节水措施，统计数据显示，中国废水排放量由2001年的432.9亿吨增长到2006年的536.8亿吨，年复合增长率达到4.39％，其中，工业废水排放量与生活污水排放量分别增长19.5％与30.1%。另据建设部普查，到2006年年底，全国656个城市共有城市污水处理厂814座，日处理污水能力为6310万立方米，排水管道长度26.1万千米，城市污水年处理总量201亿立方米，城市污水处理率57.01%，其中污水处理厂集中处理率为44.1%。此外，按照《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》和《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》要求：到2010年，全国设市城市的污水处理率不低于70％；缺水城市再生水利用率达到20％以上。
与发达国家相比，中国污水处理仍存有较大差距。就污水处理率而言，欧美发达国家都在80％以上，美国、荷兰等国家的污水处理率近些年甚至超过90％。
6.再生水也可成为安全饮用水
再生水是城市的第二水源。它是指污水经适当处理后，达到一定的水质指标，满足某种使用要求，可以进行有益使用的水。和海水淡化、跨流域调水相比，再生水具有明显的优势。从经济的角度看，再生水的成本最低，约为1~3元/吨，而海水淡化的成本约为5~7元/吨，跨流域调水的成本约为5~20元/吨。从环保角度看，污水再生利用有助于改善生态环境，实现水生态的良性循环。
再生水也是污水处理厂处理达标水，一般为二级处理，具有不受气候影响、不与邻近地区争水、就地可取、稳定可靠、保证率高等优点。再生水即所谓“中水”，是沿用了日本的叫法，通常人们把自来水叫做“上水”，把污水叫做“下水”，而再生水的水质介于上水和下水之间，故名“中水”。这类再生水虽不能饮用，但它可以用于一些水质要求不高的场合，如冲洗厕所、冲洗汽车、喷洒道路、绿化等。
再生水工程技术可以被认为是一种介于建筑物生活给水系统与排水系统之间的杂用供水技术。再生水的水质指标低于城市给水中饮用水水质指标，但高于污染水允许排入地面水体的排放标准。经过污水处理厂处理过的再生水，首先是回归河道、农业灌溉，将用于河道、农灌的水资源置换出来。而有经济效益的再生水主要是工业用水。如果政府买单的话，再生水未来将大量用于环境用水。
再生水排向河流，而处理后的污泥则转化为建筑原材料。来自日本滋贺大学的奥野长晴曾在日本东京都政府多年负责市政污水工作。他说，日本的污水处理厂将处理后的再生水排向河流和海洋，而污泥则再利用。有大约86.5%的污泥可以进行焚烧处理，焚烧后的污泥体积仅为原来的1/10，炉渣可以造成墓碑，也可以做成砖块成为土木建筑材料。水泥原材料的2%可以用污泥来替代。
2007年11月，在北京举行了首届“水资源可持续利用国际研讨会”。会议资料显示，水资源紧缺已经成为了制约北京发展的主要瓶颈。如何协调好人、水关系，以有限的水资源保障北京可持续发展，成为北京面临的重大课题。待2010年“南水北调”实现引水到京后，可实现地表水、地下水、再生水、雨洪水、外调水五水联调，达到水资源供需平衡，使严重超采的地下水得以恢复。而随着技术的进步，再生水将有可能成为安全的饮用水。据称，北京未来有可能在饮用水中掺入再生水。而此前有数据表明，在新加坡，每一杯水中就有5%~10%是再生水。
7.雨水回收利用经济又实用
水资源的缺乏已成为世界性的问题。传统的通过调水、启用备用水源、开采地下水、强化节水、控制用水总量等调控措施，已无法实现水资源供需平衡。在全国600多个城市中，有近400座城市缺水或严重缺水。水资源不足已成为制约城市经济社会发展的第一瓶颈。以山西省太原市为例，该市人均水资源占有量为173立方米，仅为全国人均占有量的1/12，远低于人均1000立方米的严重缺水界线。全国与之类似的城市不在少数。这种情况下，节水是保证供水的重要举措之一，雨水回收利用也是一种既经济又实用的水资源开发方式。
雨水回收利用，是指从自然或人工集雨面流出的雨水进行收集，集中和储存利用，从水文循环中获取水为人类所用。它是将雨水拦截在居民小区，从而减少排放总量，利用地下空间建设蓄水池，将雨水径流收集处理，用于冲厕、洗车、道路浇洒及绿化，在路面、广场、停车场采用透水地面砖、嵌草砖等通水性材料进行铺装，提高雨水的渗透能力，补充地下水，加强对雨水的再回收利用。
雨水回收利用不仅可以大大提高水资源的利用效率，还可以有效改善区域生态环境。它采用了源头治理的方案如截污和弃流，以及过滤消毒的处理措施，大大减少了污染雨水排入水体，也减少了因雨水的污染而带来的水体环境的污染。随着城市的快速发展，不透水面积大幅度增加，使洪水在短时间内迅速形成洪峰，流量明显增加，使城市面临巨大的防洪压力，洪灾风险加大，水涝灾害损失增加，而雨水渗透、回用措施可缓解这一矛盾，延续洪峰径流形成的时间，削减洪峰流量，从而减小雨水管道系统的防洪压力，提高设计区域的防洪标准，减少洪灾造成的损失，减少需由政府投入的防洪设施资金。
但要想保证此系统有效、正常的实施就需要政府部门制定相关的政策，鼓励企业开发雨水利用技术。城市雨水回收利用是一种新型的多目标综合技术，有效利用可以实现节水、水资源涵养和保护、控制城市水土流失和水涝、减少水污染和改善城市和改善城市生态环境等目标，达到现代城市对水资源及生态环境保护与可持续发展的要求。
8.海水淡化实现百年梦想
海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，是人类追求了几百年的梦想。早在400多年前，英国王室就曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。从20世纪50年代以后，海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展。世界上第一个海水淡化工厂于1954年建于美国，现在仍在得克萨斯的弗里波特运转着。佛罗里达州的基韦斯特市的海水淡化工厂是世界上最大的一个，它供应着城市用水。
海水淡化技术的大规模应用则始于干旱的中东地区。1983年，西亚第一大国沙特阿拉伯在吉达港修建了日产淡水30万吨的海水淡化厂；在另一个西亚国家科威特，现在每天可以生产淡水100万吨。波斯湾沿岸地区，有的国家的淡化海水已经占到了本国淡水使用量的80%～90%。在这些西亚盛产石油的国度，往往土地“富得流油”，却打不出一口淡水井。水比油贵的现实，使海水淡化工厂如雨后春笋般出现在西亚的海岸线上。
但由于世界上70％以上的人口都居住在离海洋120千米以内的区域，因而海水淡化技术迅速在中东以外的许多国家和地区得到应用。作为淡水资源的替代与增量技术，海水淡化愈来愈受到世界上许多沿海国家的重视。事实上，海水淡化已经成为这些国家解决缺水问题普遍采用的一种战略选择，其有效性和可靠性已经得到越来越广泛的认同。
西班牙是世界上第五大海水淡化生产国，仅排在沙特、美国、卡塔尔和科威特之后。西班牙的第一个海水淡化设备，早在20世纪70年代就正式投产了。在全世界70%以上的海水淡化工厂仍在采用传统的蒸馏法的时候，大多数西班牙海水淡化工厂则采用了先进的反渗透法。过去十年间，西班牙海水淡化的能耗降低了一半。目前，在西班牙，海水淡化的成本约为每立方米45欧分；如果用于市政供水，成本完全可以回收，用于农业灌溉的话，政府则提供30%的补助。在该国最新一项38亿欧元的水资源开发计划中，计划将海水淡化作为应对水危机的关键措施，预计约有一半的新增水量，即每年超过5亿立方米的水会来自海水淡化工厂。
进入21世纪以来，海水淡化已经成为解决全球水资源危机的重要途径。到2006年，世界上已有120多个国家和地区在应用海水淡化技术，全球海水淡化日产量约3775万吨，其中80%用于饮用水，解决了1亿多人的供水问题。
与此同时，海水淡化系统与生产量还在以每年10％以上的速度在增加。亚洲国家如日本、新加坡、韩国、印尼与中国等也都积极发展或应用海水淡化作为替代水源，以增加自主水源的数量。根据全国海水利用专项规划，到2010年，中国海水淡化规模将达到每日80万~100万吨，2020年中国海水淡化能力将达到每日250万~300万吨。
虽然到目前为止，海水淡化仍然耗电耗能，成本很高，但是意义重大。有人估计，海水淡化将是21世纪最为重要的朝阳产业之一。
