Регион промышленного Урала, в состав которого входит Свердловская область, занимая водораздельное положение, располагает ограниченными водными ресурсами. Естественной основой водоснабжения на современном этапе являются местный сток рек, запасы воды в озерах и подземные воды зоны активного водообмена.
Речная сеть Свердловской области принадлежит бассейнам Каспийского (реки Кама и Уфа) и Карского (река Тобол) морей. Гидрографическая сеть на территории Свердловской области представлена 18414 реками общей протяженностью более 68 тыс. км, в том числе 17370 реками длиной до 10 км с общей протяженностью 34 тыс. км, 1027 реками длиной от 10 до 200 км с общей протяженностью 8,15 тыс. км. Эти водные объекты относятся к типу рек с четко выраженными весенними половодьями, летне-осенними дождевыми паводками и длительной устойчивой зимней меженью. В питании рек преимущественное значение имеют снеговые воды. Подземным путем формируется около 25 - 30 процентов годового стока, доля дождевого стока в период весеннего половодья в среднем не превышает 7 процентов сезонной величины, хотя в отдельные годы в сезон дождевых паводков она может достигать 20 - 25 процентов.
Средний многолетний объем речного стока Свердловской области составляет около 30 куб. км в год, в том числе на территории Свердловской области формируется 29,1 куб. км. В расчетный для водоснабжения маловодный год (95 процентов обеспеченности) объем годового стока рек снижается до 14,9 куб. км. Естественные эксплуатационные ресурсы поверхностных вод Свердловской области составляют 16,5 куб. км/год. Однако 55 процентов водных ресурсов приходятся на северные слабообжитые районы, что значительно снижает возможности по их включению в хозяйственный оборот.
В целом по области водохозяйственный баланс рек положительный. Низкие величины минимального стока на большинстве рек и повышенное загрязнение отдельных участков рек обусловили недостаток водных ресурсов необходимого качества (до 30 - 80 процентов объема) в муниципальном образовании "город Екатеринбург", городе Нижний Тагил, городском округе Первоуральск, Кировградском городском округе.
В целях обеспечения стабильного водоснабжения населения и отраслей промышленности в Свердловской области построен целый ряд прудов и водохранилищ, а также производятся внутрибассейновые и межбассейновые перекачки стока.
Внутрибассейновые перекачки стока рек: Ревдинское водохранилище на реке Ревда - Волчихинское водохранилище на реке Чусовой; Нижне-Сысертское водохранилище на реке Сысерть - город Каменск-Уральский (дефицит питьевой воды по городу Каменску-Уральскому покрывается за счет водоотдачи Нижне-Сысертского водохранилища).
Межбассейновые перекачки стока рек: Нязепетровское водохранилище на реке Уфе - река Западная Чусовая; Волчихинское водохранилище на реке Чусовой - река Решетка (приток реки Исети) - Верх-Исетское водохранилище на реке Исеть; Аятское водохранилище на реке Аять - Верх-Нейвинское водохранилище на реке Нейве.
В Свердловской области эксплуатируются 129 водохранилищ объемом более 1 млн. куб. м с суммарным объемом 2,26 куб. км, в том числе 39 водохранилищ объемом более 10 млн. куб. м, из них 7 водохранилищ объемом более 100 млн. куб. м, 19 водохранилищ, расположенных на разных реках Свердловской области, осуществляют многолетнее регулирование стока, 317 водоемов (прудов и водохранилищ) имеют объем менее 1 млн. куб. м.
В Свердловской области имеются два крупных промышленных узла, питьевое водоснабжение которых осуществляется в основном из поверхностных водных объектов: Екатеринбургский и Нижнетагильский.
Екатеринбургский промышленный узел: питьевое водоснабжение муниципального образования "город Екатеринбург", Полевского городского округа, городского округа Дегтярск, городского округа Ревда, городского округа Первоуральск обеспечивается за счет полезной отдачи водохранилищ, расположенных на реке Чусовой - Верхне-Макаровского и Волчихинского, на реке Ревда - Ново-Мариинского и на реке Уфе - Нязепетровского.
Для покрытия дефицита в питьевой воде муниципального образования "город Екатеринбург" привлекаются водные ресурсы реки Уфы, которые путем перекачки поступают в реку Западная Чусовая из Нязепетровского водохранилища, расположенного в Челябинской области. Переброска стока на сегодняшний день является единственным вариантом покрытия дефицита воды по Екатеринбургскому промышленному узлу.
Перекачка воды из другого бассейна - это дорогостоящее мероприятие, которое в конечном итоге приводит к повышению тарифов на воду для водопотребителей.
Качество вод большинства поверхностных водных объектов на территории Свердловской области не отвечает нормативным требованиям. Наиболее распространенными загрязняющими веществами в водных объектах Свердловской области являются соединения меди, марганца, цинка, железа, легкоокисляемые и трудноокисляемые органические вещества, азот аммония и азот нитритов, фенолы. В ряде случаев наблюдается дефицит растворенного в воде кислорода, повышенное содержание никеля, сульфатов и фосфора, фосфатов. В отдельных створах наблюдается повышенное содержание фторидов (свыше 0,75 мг/куб. дм).
Основными причинами неудовлетворительного качества воды в поверхностных источниках являются:
1) хозяйственная деятельность на водосборе;
2) антропогенное и техногенное воздействие непосредственно на водоем (ливневые стоки, сброс неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод промышленных предприятий и сельскохозяйственных комплексов);
3) отсутствие зон санитарной охраны на водозаборах и (или) несоблюдение регламентирующего режима хозяйственной деятельности в этих зонах;
4) несоблюдение регламента хозяйственной деятельности в водоохранных зонах и прибрежных защитных полосах водных объектов.
Кроме загрязнителей антропогенного характера в воде присутствуют естественные (природные) загрязнители.