Влияние на водную среду города в результате постепенной, зачастую стихийной, городской застройки по берегам и на водораздельных пространствах рек сказывалось как на количественном, так и качественном составе рек. Естественные процессы стокообразования,
самоочищения водных объектов города претерпевали значительные преобразования под влиянием изменения структуры водосборной площади, процессов регулирования стока, водозабора и водоотведения.
Если в прошлом населенные пункты "прижимались" к рекам, а водораздельные пространства оставались нетронутыми, то в современном городе возникла противоположная ситуация. Город почти полностью освоил водоразделы, превратив их в жилую застройку и промзоны.
В процессе освоения городских территорий коренным образом изменялась водосборная площадь - вырубались леса, засыпались малые ручьи и реки, спрямлялись русла средних и больших рек, что отражалось на естественных режимообразующих процессах формирования как поверхностного, так и подземного стока. Очень часто такое стихийное планирование являлось причиной подтопления городских территорий. Яркий пример тому - г. Москва. Берега Москвы-реки во многих местах обнажены от леса, снега тают бурно, и влага плохо впитывается в почву - весенние подъемы воды постоянно переходят в паводки и наводнения. Даже осенью дожди резко повышают уровень воды; в августе 1876 г. река меньше чем за сутки поднялась на 3,5 м. Беспорядочная застройка берегов и многочисленные мосты сужали пойму реки, высокая вода неизменно выходила из берегов. Если за пределами города горизонт воды поднимался над нулем до 7,5 м, то в черте города - до 9 м. Большие наводнения обычно повторялись через 10 лет.
Часть рек, попадающих под застройку, полностью или частично забиралась в подземные коллекторы, другие перегораживались плотинами и превращались в цепочку прудов, которые с течением времени заполнялись наносами. На сегодняшний день на современной территории Москвы, если ее рассматривать только в границах МКАД, из 800 когда-то существовавших водотоков (реки и ручьи) уже исчезло с поверхности города около 465.
С увеличением застройки, твердых покрытий (дороги, площади, тротуары), искусственно уплотненных почв на территории города, в отличие от естественных условий, происходит перераспределение поверхностного и подземного стока, где доля поверхностного стока с водонепроницаемых покрытий возрастает, а поземного соответственно уменьшается при общем увеличении полного речного стока. Например, величина поверхностной составляющей речного стока с территории г. Москвы почти в 2 раза, а в пределах Садового кольца в 3,7 раза больше, чем с окружающей Москву местности. Поверхностный сток приобретает специфические загрязнения - нефтепродукты, тяжелые металлы, увеличиваются концентрации органических веществ, не характерные для природных ландшафтов.
