工业和城市节水减排，对工业反哺农业、城市支持农村和改善生态环境的作用和必要性，主要表现在以下两个方面。
一是改善农用水和生态用水的水质，迫切需要工业和城市加大节水减排力度。以淮河流域为例，在上世纪一个时期内，由于造纸等高污染工业在发展过程中，水污染防治措施没跟上，水质逐渐变差，曾有一个段子这样描写那些污染严重的河段，“五十年代淘米洗菜，六十年代水质变坏，七十年代鱼虾绝代，八十年代不洗马桶盖”。有些农村，由于地表和地下水被污染，农民喝不上干净的水，大大影响了健康水平和生活质量。近十多年来，国家对淮河流域加大了水污染防治力度，水质开始好转。同时，中央和地方政府加大了农村饮水安全工程的投入和管理力度，使农民饮水的水质和取水方便程度得到了很大的改善。但也要看到，淮河流域水污染防治的任务还非常重，今后还需要进一步加大各项措施的力度，才能使水质从根本上持续变好。其他流域尤其是水资源相对短缺的流域，也不同程度的存在与淮河流域类似的问题，今后必须加大节水减排的力度，才能更好地改善城乡用水环境和生态环境。
二是工业和城市发展节约用水，可减少对农用水和生态用水的占用，在可能情况下逐步回补。
在推进城镇化、工业化的过程中，城市和工业挤占农业和生态用水，实际上是用水权的转移。这种现象在国内外很多地区尤其是缺水地区，比较普遍。在一定发展阶段，这种现象既有必然性，也有合理性，因为同样的水资源，用于工业和城市所创造的价值比用于农业要多得多。只有工业和城市发展了，农村劳动力才能更多地转移。马克思早在一百多年前就指出：“现代化的历史就是乡村城镇化的历史”。乡村城镇化的过程中，必然伴随着各种自然资源和人力资源的转移。
同时，也应该看到，当工业和城市发展到一定程度后，资源的利用效率大幅度提高，有些资源比如水资源的利用量，不是增加而是有所减少，这种情况下就有利于缓解农业和生态对资源的需求。
一些大的调水工程，不论是已建的、在建的，还是正在做前期工作的工程，比如山西引黄入晋工程、国家南水北调工程等，都考虑了如何归还城市和工业占用的农业和生态用水的问题。2007年国家发展改革委、水利部和南水北调办公室联合对地方发的通知中，再次提出要加快配套工程建设，创造条件、采取措施，“归还被城市挤占的农业用水和生态用水”。
当然，退还城市和工业占用的农业和生态用水，比较复杂。有些已建成的工程，因种种原因尤其是水价因素，难以按计划停止超采地下水，结果实际用水量占设计用水量的比例很低，运行情况较差，这个问题需要引起重视。同时，也要充分考虑投资和水资源的机会成本，无论采取直接还是间接（比如归还过去挤占的水）的形式，为农业和生态提供水资源，要充分考虑投入与效益之比，要统筹考虑综合成本，防止成本过高、代价过大，要提高资金和资源的综合效益。
归还农业和生态用水，不仅要具备水资源和水利工程条件，而且要在其他方面采取必要法律、行政和经济措施，在水价方面，要按照“工业反哺农业、城市支持农村”的方针，对农业供水应该实行较低的、农民可承受的水价，以体现城市和工业对农村、农民和农业的“反哺”。
南水北调工程中线建成后，干渠居高临下，不仅向工业和城市供水的条件好，而且向农村和农业供水（包括对现有灌区补水）的条件也较好，今后通过持续加大节水力度，如果工业和城市用水量，比规划阶段测算的数有较大幅度的减少（从近年来到南水北调沿线城市和工业企业调查的情况看，这种可能性很大），就可以实事求是地调整思路，尽可能给农村、农业和生态环境多补些水，为农村饮水安全、国家粮食安全、生态环境改善创造条件。对于水价政策，可按照“工业反哺农业、城市支持农村”的方针研究制定，争取把农用水的水价确定在农业可以承受、农民可以接受的水平上。因为南水北调中线干线工程河南、河北段是自流输水，在满足城市和工业用水并核算、收回调水成本的情况下，如果对再增加的涉农调水量单独核算成本，每方涉农用水的成本将大大低于城市和工业用水的成本。当然，这个问题涉及面广，比较复杂，尚需对技术经济的合理性和可操作性做进一步的研究论证。南水北调工程的运行管理机制、水价形成机制等问题，既重要又复杂，需要从变化着的实际情况出发，进一步解放思想，转变观念，与时俱进地研究、优化、制定和落实有关政策和法律法规。在研究和决策过程中，要权衡利弊，趋利避害，既要积极，又要慎重，既要抓紧研究，又不能仓卒决策，要通过可行有效的工作步骤，提高决策的民主化、科学化程度。
有些工程，如果在丰水年或平水年将用水权退还给农业，再遇到枯水年，城市、农村、工业、农业用水难以全部满足怎么办，在这种情况下，当然首先要保证城乡生活用水，然后按照水资源对经济社会发展的重要性排序，城市和工业如果不得不挤占农业用水，就应该由其对农业减少灌溉用水而减产所造成的损失，给予合理补偿，这样做即使局部地区农业减产，也可保证农民不减收。这也是统筹城乡、以城带乡、以工哺农的具体体现。这种做法，在北京密云水库上游的一些地区已开始实行，具体做法是对“退稻还旱”（将稻田改种玉米等耐旱作物）的农田，给予农民合理补偿，2007年的补偿标准是平均每亩450元。通过“退稻还旱”，在减少农业用水的同时，密云水库增加了蓄水量，为北京市增加城市用水。