黑河是我国西北第二大内陆河，其干流流经的张掖市所辖的甘州区、临泽县和高台县三县（区），具有人口密度大、城镇集中和工农业发展程度较高等特点，是甘肃省河西地区重要的经济发展区。随着区域人口的增长和社会经济的发展，工业废水和城镇生活污水排放量不断增加，城市排水设施和废污水处理设备却显得不足与落后，以致废污水和有害物质未经处理直接或间接排入黑河，造成水质污染，水环境出现污染问题。通过对黑河流域张掖段水环境现状的分析，指出了该区水环境所面临的问题和潜在的危机。为了保护该河段的水环境，使其在三个规划水平年达到当地水环境保护目标，本文进行了水环境污染物排放总量控制研究，以探讨水环境保护的有效途径。根据黑河流域张掖段水环境保护要求及监测段面的布设情况，划分了水环境功能区；对该河段作了水环境质量评价；根据黑河流域张掖段的经济发展计划，预测了不同规划水平年的污染物排放量；根据黑河流域张掖段的水流特性和水文、水质实测资料，利用水质模型模拟了河流水质变化情况，应用完全混合条件下的水环境容量模型计算了不同规划水平年河道枯水期、丰水期和平水期CODcr和氨氮的水环境容量，在此基础上，引入考虑不均匀系数的水环境容量计算方法，计算出了考虑不均衡系数的水环境容量。依据张掖地区水环境保护规划，分析了甘州区和高台县在2010年前拟建的污水处理厂的处理能力，结合不同规划水平年水环境污染物排放量预测的成果，经过计算，得到了三县（区）各个规划水平年的废污水入河量和污染物入河量，并对三地规划水平年污染物入河量与水环境容量进行了比较分析。分析结果表明：甘州区和高台县规划水平年废污水排放量和污染物排放量小于当地污水处理厂的处理能力，且污水处理厂处理过的废污水被全部列入当地环保规划，用于再生水回用，所以在2010年以后甘州区和高台县可以不再制定水环境污染物排放总量控制规划；对于临泽县，因为污染物入河量大于河道水环境功能区的水环境容量，考虑当地情况，制定了水环境污染物排放总量控制方案，确定了各个污染源在三个规划水平年的水环境污染物消减量，解决当地在规划水平年的污染问题。