城水关系是历史地理研究的独特视角和切入点，探讨城市与生态环境的相互作用、相互影响，梳理城水关系演变的复杂过程和影响因素，对城市的发展、水资源的利用具有重大的理论价值和现实意义。
近代以来，海河的淤塞和旱涝灾害是影响天津港建设、城市空间形态、国内外贸易和航运最重要的自然环境因素，围绕海河治理相继出现了海河工程局、顺直水利委员会、华北水利委员会等机构。这些机构的出现，从科学知识和水工技术、治理规划和工程设计实施等领域，推动了中国传统水工的现代化转型。
环境变迁影响了近代天津港的空间形态演变，漕运衰落后，运河系统也渐渐消沉，但天津仍是北方门户城市，推动了天津港的兴盛。然而维持海河航道的成本与日俱增，市内港区渐渐衰落，海河口港区开始兴建，导致了单中心港口演变为双中心港口。这是城市和港口发展适应自然环境过程的经典案例。