流域是一个空间整体性极强的,关联度很高的区域。流域内不仅个自然要素之间联系极为密切,而且上中下游之间,各干支流之间,各地区之间的相互制约,相互影响极其显著。流域各地区之间如果相互紧密合作,就能够实现全流域收益最大化；如果各地区奉行地方保护主义,上下游之间就会产生水污染的纠纷。目前我国流域污染的突出表现是跨界水污染问题严重。在缺乏外部干预,各地区自由排污的情况下,上游对下游造成的污染不用赔偿,上游保护水生态付出的成本,下游不用补偿。由此引发严重的水污染纠纷,严重制约了我国的经济的发展并影响了社会的安定。因此,如何解决水污染问题迫在眉睫。目前,国内外的相关研究主要集中单条河流的上下游之间水污染问题上。为解决上下游之间的水污染造成的纠纷,建立了较为完善的水污染问题的合作与补偿模型。这些成果对于水污染的治理具有一定的实际意义。但是,在河网流域系统的干支流之间、各地区之间,上下游之间的水污染治理问题上,很少有人研究。本文借鉴前人处理单条河流上下游水污染问题的方法,结合河网流域系统的自身的特点,建立的河网流域系统的污染物治理的合作与补偿模型。文章共分为5个部分。第一部分主要结合河网系统自身的特点,提出了以等流量贡献比为分配准则,建立了河网流域系统污染物环境容量公平模型。并采用关联矩阵的方法,来描述干支流之间,上下游之间各种物理量之间的关系。并在此基础上,建立了再分配模型,通过多次分配剩余污染物容量,体现了“公平第一,兼顾效率”的思想。第二部分主要建立了污染物削减量分配模型,主要解决了河网流域系统的环境容量发生变化时,如何公平的分配污染物削减量的问题。第三部分分别从污水治理函数具有的性质和污水治理过程入手,求出了污水治理成本的函数表达式,并且经过讨论得出：当污水处理量足够大时,单位污水的处理费用接近于一常数,污水处理的总费用与处理率,初始浓度,污水处理量成正相关性,与污水的出厂浓度成负相关性。第四部分在第三部分成本函数的基础上,以总治污费用最小为目标,建立了河网流域的污水处理的合作模型,并且利用公平区间法建立了补偿模型。分别求出公平分配,局部最优,全局最优下的各地区的治污费用以及局部最优和全局最优时,各地区应该支付或接受的补偿数额。第五部分重点研究了两条支流间的污染物治理合作与补偿模型,通过研究得出,本文建立的合作与补偿模型,能够有效的刺激各地区提高科技含量,加大治污投入。本文提出的模型,对于避免河网流域再走先污染再治理的老路,减少流域污染负荷,改善流域生态环境质量,缓解流域水污染纠纷,有重要的现实意义。