水文循环描述了地球上的水运动，其组成部分包括：降水、蒸散、地表径流、地下水补给、地下水流，以及排回湖泊和海洋的水。

  • 降水：降水包括降雨、降雪和冰雹。降水的年度总量、时间分布及强度的地理差异性很大。年降水的很大一部分通过蒸发和蒸腾回到大气。
  • 蒸散：蒸发发生在地表及水表。植物的蒸腾作用也将水汽还给大气。这些现象统称为蒸散。蒸散可能将多达50%的降水量还给大气，在干旱环境下会更多。不参与循环的水，从净降水、补充流、湖泊、湿地、地下水补给，最终，到达海洋。
  • 地表径流：地表径流是指落到地表并往低处流的水流。降水、土壤类型、坡度以及植被都影响地表径流量。低渗透性土壤、坡度陡峭，同时植被稀疏的区域，90%以上的净降水将形成地表径流。

  • 补给：补给指从地表渗透进入底层水位，即地下水的上表面。具有高渗透性土壤、最小坡度及稀疏植被的区域，拥有最高的补给率。

  • 地下水：地下水存在于饱和地基，即所有孔隙空间都充满水的地基。地下水移动缓慢，每天不足于1英尺，并从较高水位标高向较低水位标高梯级向下移动，最终流至河流、湖泊、湿地或海洋。这种水流叫做基本水流，对很多生态系统至关重要。
  • 开发的潜在影响：规划和城市设计者必须将水文循环的知识纳入工作中，以保护基于水循环的范围宽广的各种水资源。土地开发通常会干扰水文循环并带来巨大的环境

不透水表面：不透水表面，包括停车场、道路和屋顶，阻止降水入渗土壤，会极大地缩减地下水补给，进而降低水位，消耗地下水供应，缩减进入河流和湿地的具有重要生态作用的基本水流。一些商业土地用途，如购物中心，通过建筑物和停车场铺装，使得超过90%的土地表面不透水，造成补给率的显著缩减。

不透水表面增大了地表径流率，有时会导致洪水梯级向下蔓延至生命财产区域。洪水控制构筑物，如滞洪区，试图通过降低地表径流的速度，以减轻洪水问题，但此种构筑物通常并不能恢复自然的补给率。控制暴雨更好的途径包括建设湿地和渗透洼地，这些都能补充深层地下水系统。

水提取:从地下水和地表供水系统提取水都会扰乱水文循环，带来环境影响。例如，从供水体和灌溉井泵水会带来短期和长期的水位下降。除非还补地下水系统，否则将造成长期的消极影响，包括湿地的流失，河流的消失，以及地下蓄水层的枯竭。

管理技术:一系列的导则业已形成，以使对水文循环的影响最小化甚至消除。洪水控制是应用于土地利用规划及开发的最常见的技术。许多地方性规章要求对开发后地面径流峰值流量进行管理，使其不超过开发前径流率峰值流量。这一举措可以缩小下游洪水泛滥的潜在不良影响。10年一遇、25年一遇、100年一遇暴风雨事件通常被用来作为参照。

峰值流量通常用滞洪区来进行管理。滞洪区可以暂时储存暴雨水，并随着暴雨事件缓慢释放。

一项不太常用的应用技术是要求在开发后维持开发前或自然的补给率。这一技术保持地下水存储量、河流梯级向下的基本水流、池塘以及湿地。通过使不透水表面最小化以及暴雨水的渗透，补给得以实现。在暴雨水渗透之前需对其进行预处理，以保护水质。

水资源综合管理：水资源综合管理是一种整合三项基础设施元素并不断发展的方法，其历史上曾通过独立的规划过程来实现，包括废水、雨水和水的供应。传统的废水工程聚焦于用下水道收集废水，并对其进行处理，此举会造成水文变化，使水从一个流域盆地转到另一个流域盆地，并使含水层及流域内的水损失。

水资源综合管理试图在将交换废水尝还至现场盆地之前保持水文循环，以补充水供应。通过这种方法，废水管理也可以用于管理和维持水的供应。

创新的雨水计划通过收集地表径流，对其进行处理，使其渗透回到含水层，以对水供应进行补充。在某些实例中，雨水渗透系统可以被设计用来提高自然补偿率，以补偿含水层和流域的其它消费损失。