En las zonas urbanas se genera un alto porcentaje de escorrentía de aguas lluvias debido a las superficies impermeables de sus estructuras. Además de la gran cobertura en materiales como el asfalto y el cemento, las superficies de los techos representan gran parte de esta cobertura impermeable que impide que los suelos retengan agua. Estas escorrentías pueden ser 5 veces mayores que las que se generan en zonas naturales, o poco intervenidas, del mismo tamaño, según el EE. UU. Environmental Protection Agency (USEPA).

La mayoría de las ciudades tienen un sistema combinado de alcantarillado, donde los desagües sanitarios y de escorrentía se unen al final en un solo sistema que se vierte en cuerpos de agua naturales. En condiciones de precipitación normal, las aguas sanitarias se desvían a plantas de tratamiento antes de entrar a los sistemas de desagüe, pero cuando ocurren cuando lluvias fuertes o tormentas, la capacidad de los sistemas de alcantarillado se excede y se desborda, haciendo que el agua siga sin ser tratada y contamine los cuerpos de agua en donde desemboca.

El Huracán Sandy, en el noreste de Estados Unidos, fue la tormenta más fuerte registrada en esta zona, y el perfecto ejemplo de las desastrosas consecuencias de fallas de infraestructuras urbanas y la incapacidad de los sistemas de alcantarillado y de tratamiento de aguas actuales para manejar las escorrentías y aguas residuales sanitarias. Estudios realizados en los 8 estados más afectados muestran que 11 billones de galones de agua no tratada o parcialmente tratada contaminaron ríos, bahías y canales. Esta cantidad equivale a tener toda el área de Central Park en Nueva York sumergida bajo 12 metros de agua contaminada. 

En la actualidad, el 54 % de la población mundial está concentrada en áreas urbanas, y se espera un incremento de 2.6 billones de personas viviendo en ciudades para el año 2050, lo que será más evidente principalmente en países en desarrollo. Esto representa un alarmante incremento en las superficies impermeables y en las escorrentías de aguas lluvias, y por ende un aumento en los riesgos de contaminación de agua dado que evidentemente los sistemas de alcantarillado no tienen la capacidad suficiente para los volúmenes de agua que recibirán.

Se han planteado varias estrategias para reducir la cantidad de aguas de escorrentías, como los Sistemas Sostenibles de Drenaje Urbano (SuDS por sus siglas en inglés) que pretenden minimizar los impactos del desarrollo urbano en cuanto a la cantidad y calidad de manejo de las escorrentías. Los SuDS intentan replicar el sistema de drenaje natural de un lugar no intervenido para contribuir al manejo de los riesgos ambientales provenientes de la escorrentía y al mejoramiento ambiental. Ejemplos de SuDS son zanjas filtrantes o “swales”, cuencas de infiltración, lagunas de retención, humedales artificiales, pavimentos permeables, tanques de retención, cuencas de detención y sistemas de infiltración. Sin embargo, estos SuDS requieren grandes extensiones, lo que limita su implementación en ciudades densamente pobladas. Los techos verdes, que sencillamente son el establecimiento de vegetación en los techos de edificios, son SuDS que básicamente requieren el espacio inutilizado en los techos de edificios. Varios estudios han mostrado que los techos verdes pueden retener entre el 50 y el 100 % del agua lluvia que reciben, dependiendo de características específicas de los techos verdes como la profundidad del sustrato donde se establecen las plantas. Los techos verdes tienen muchos otros beneficios como el proporcionar hábitat para una gran diversidad de organismos desde insectos hasta aves, o filtrar contaminantes del aire, pero sin duda alguna la mitigación de escorrentías es uno de sus principales beneficios.