伴随着社会经济的快速发展，水资源枯竭、水污染形势日趋严峻，水污染问题已经严重制约了经济的发展和人类的正常生活。污染物总量控制和排污权交易制度以其治污成本低、治污效果好等优势，正成为国际上众多国家水污染治理的一副良药。在排污权交易制度的实施过程中，初始排污权的分配是排污权交易有效落实的基础也是关键，同时法律保障、平台建设、政府职能定位和监控体系等保障措施是排污权交易必不可少的保障条件。因此，如何构建一个流域内污染物总量优化分配模型，使污染物总量分配方案兼顾公平性和效益性，同时如何有效降低排污权交易成本成了排污权交易制度的研究重点和热点问题。首先，本文先对排污权交易制度下排污企业的治污成本进行了数理分析，在得出排污权交易制度的优越性的同时，也得出影响排污权交易下治污成本节约的主要因素是初始排污权的分配和排污权交易市场的交易成本。其次，为了解决初始排污权分配问题，本文通过构建基于基尼系数的微观点源间污染物总量优化分配模型，即在兼顾公平性和效率性的原则下，采用基于基尼系数的污染物总量优化分配方法，以基尼系数之和最小化为目标函数，以污染物总量和基尼系数为制约条件，构建优化分配模型，最终得到一种在分配主体（排污企业）都能接受的条件下，对当地经济产值最大化的污染物总量分配方案。最后，为了解决排污权交易的交易成本问题，本文通过完善排污权交易的法律体系、构建基于INTERNET的排污权交易平台、明确政府角色定位和构建监控管理体系等措施，降低排污权交易的交易成本，保障排污权交易的有效落实。