任南琪认为，“海绵城市”应该能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，重点解决城市涝灾与城市水环境恶化等问题，实现地表水资源、污水资源、生态用水、自然降水、地下水等统筹管理、保护与利用，充分考虑水资源、水环境、水生态、水安全、水文化，缓解热岛效应，确保社会水循环能够与自然水循环相互贯通。海绵城市建设的实质属于城市水资源与水环境综合整治的范畴。

任南琪提出“城市水循环系统4.0版”。4.0版本是绿色+灰色的系统，涵盖了城市水体、湿地及农田林地的综合利用，发挥自然系统渗、滞、蓄、净与人工强化功能作用，实现城市排涝和环境宜居的目标。城市黑臭水体整治系统治理原则要保障三大功能，生物净化、生态景观、泄洪排涝，缺一不可。要利用人工湿地、生态塘（氧化塘）等强化自然净化功能，尤其是持续经济有效地解决点源、面源污染，确保城市水生态安全。

任南琪指出，海绵城市建设是城市水系统综合规划与整治的系统工程，融入城市总体规划，至少以流域、汇水区域为单元综合考虑。要统筹发挥自然生态功能和人工强化功能，实施源头减排、过程控制、系统治理。避免规划与建设碎片化，工程设计队伍严重匮乏，设计教条化，必须因地制宜，一城一策、一地一策。总体规划应针对城市自然地理地貌、气象条件及存在的城市发展瓶颈问题，因地制宜地制定海绵城市建设目标，解决城市重大需求；充分考虑老城区和新建城区海绵城市建设对策；应明确“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”。

任南琪强调，创建智慧水务应结合互联网+城市水系统功能，指导运营控制与故障诊断，实现监控点诊断、控制、应急决策，并发挥物联网作用保障公众知情权和监督权。