1950年，日本水俁灣附近的一個化肥廠將大量含有有機汞的廢水排入水俁灣， 造成水俁灣和新縣阿賀野川下游283人汞中毒，其中60人死亡。1955～1972年期間，日本富山縣神通川流域的工廠排放未經(jīng)適當處理的含鎘廢水，造成當?shù)?30人因鎘中毒患上名為“痛痛病”的怪病，其中81人死亡。日本兩次震驚世界的水污染事件，使得日本政府不得不重視對水污染的預防與控制。
20世紀50年代到70年代，是日本高速發(fā)展的時期，為了滿足工業(yè)發(fā)展對水的需要，日本修建了許多大型水利工程，對水進行儲存和調(diào)用，同時大力開發(fā)諸如地下水等其他水源，但總體理念是“輕節(jié)流、輕治污”與“先污染、后治理”，為此，日本政府付出了慘痛的代價。以“水俁病”和“痛痛病”為轉折點，日本政府轉變思路，從先污染后治理開始逐步轉向事前防治和源頭保護。
第一，通過科學合理的總量消減計劃控制總量的排放，對人口和產(chǎn)業(yè)集中的區(qū)域， 以及大范圍向封閉性水域（湖泊、內(nèi)灣、內(nèi)海）排放大量生活污水或產(chǎn)業(yè)污水的地區(qū)， 引入排水總量控制制度，制定污染物總量削減基本方針以及各污染源分解削減目標量。
第二，全面推廣污水處理新技術，大力發(fā)展污水處理產(chǎn)業(yè)。為了應對廢水處理技術的迫切需要，日本政府聯(lián)合許多大公司共同投資，進行了為期6年的“水復興90年規(guī)劃”科研項目，不僅幫助許多企業(yè)建立了廢水處理技術系統(tǒng)，而且開發(fā)了一種膜技術與生物反應器相結合處理工業(yè)和城市污水的技術，直接推動了膜生物反應器（MBR）在污水處理中的應用。目前，膜法水處理技術仍是污水處理最經(jīng)濟的方法之一。
第三，建立水權制度，實現(xiàn)政府調(diào)控與市場引導。在日本，水權的取得遵循“占有優(yōu)先”的原則，河川上下游、左右岸、地區(qū)之間以及農(nóng)業(yè)、工業(yè)、市政、水電等部門之間，各自擁有不同空間、不同時間、不同用量的水權，同時擁有不同的排污權，通過水權交易市場實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置和高效利用。
此外，政府還會根據(jù)實際情況在引水量上進行控制和協(xié)調(diào)，如為了保證河水在自然循環(huán)中的凈化能力，規(guī)定只有在河水超過河流正常流量時才可取用；在干旱來臨時，優(yōu)先引水權要經(jīng)過當?shù)赜盟畢f(xié)調(diào)委員會的協(xié)商，先滿足抗旱灌溉的需要，再兼顧其它方面等。
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