早在19世紀末至20世紀初，歐美國家就開始重視流域水環境的綜合治理，但早期的流域治理僅限于防洪、供水、航運等單一目標。20世紀50年代以來，隨著流域經濟快速發展和人口劇增，人類對流域水資源利用和水環境破壞的強度不斷加大，流域水污染控制與治理逐步成為流域治理的重要內容。進入20世紀90年代，以流域協調發展為目標的流域綜合治理得到越來越多管理者和科學家的重視，強調全流域自然與人文各要素的綜合治理是實現流域協調發展目標的前提和條件。
國外流域水環境綜合治理發展的歷程
以流域水資源的綜合利用為目標的治理階段
工業革命發生后，西方國家工業和人口的快速增長，水資源需求激增導致水資源短缺現象嚴重，協調水資源供需一度成為流域治理的重要內容。隨著科技進步和認識水平的提高，自20世紀30年代起，逐步開始了以水資源調配、水土保持、洪水災害治理、航運、發電和旅游等為目的的多目標統一規劃。在這一階段，世界各主要國家相繼建立不同形式的流域管理機構，以求趨利避害、最大限度地開發利用水資源。
美國田納西河流域管理局的建立及發展大致代表了國際上流域治理這一階段的發展歷程。美國田納西河流域管理局具有政府職能但運行靈活、兼具私人企業組織優點，開始全權處理流域水土資源綜合開發利用問題，如控制洪水、改善航運條件、水能發電、恢復植被和控制水土流失等。至20世紀40年代中期，田納西流域已開發了1050km的航運水道，同時成為美國水電生產能力最大的流域，同時，流域內的經濟得到了空前發展，農業生產更為合理，森林植被明顯恢復。
以水環境治理與保護為主要目標的流域一體化治理階段
20世紀50年代后，人口數量和經濟迎來了新一輪激增，對自然資源的過度開發導致水質下降、生物多樣性銳減等問題嚴重。而且許多國家、地方政府為發展經濟而進行的一些流域開發工程項目，使得流域問題更加嚴重。
1972年，著名的人類環境會議在瑞典的斯德哥爾摩召開，發表了具有里程碑意義的《人類環境宣言》，強調在保持經濟發展的同時，必須高度重視生態環境保護。水環境問題的日益加劇，促使流域治理由單純的資源開發利用管理向環境治理與保護的方向傾斜，各國的流域治理大都增加了水污染控制和生態環境保護的內容，并頒布污染控制與環境保護相關法律。
以人類生活、生態環境與經濟協調發展為主要目標的流域水環境治理新階段
1992年6月，聯合國環境與發展大會在巴西里約熱內盧召開。會議討論并通過了《里約環境與發展宣言》與《21世紀議程》等綱領性文件，明確提出了“可持續發展”的新戰略和新理念：人類應與自然和諧一致、可持續地發展并為后代提供良好的生存發展空間。
至此，人們認識到解決日益嚴重的人口、資源、環境與發展問題的有效途徑之一是以流域為單元對自然資源、生態環境及經濟社會發展進行系統綜合治理。英國Gardiner正式提出以流域可持續發展為目標的流域綜合治理理念，使得以流域資源可持續利用、生態環境建設和社會經濟協調發展為目標的流域綜合治理在澳大利亞、美國、英國等發達國家廣泛興起。
國外流域水環境綜合治理的發展趨勢
從水資源協調利用到單一污染控制再轉向協調發展的綜合治理
國外的流域水環境治理基本上走的是一條先污染后治理的道路。首先經歷了水資源綜合利用階段后；然后進入由于大規模水資源開發導致流域水質惡化，加強污染治理和水資源保護的階段；現在國外流域水環境治理基本由以水污染綜合防治，水生態環境的恢復為目的的治理轉變為協調性的流域自然資源—生態環境—經濟發展的綜合治理。
從單純重視河流自身轉變為對整個流域區域的治理；從單一規范流域水資源逐步演變為統籌考慮流域內所有環境資源要素，從流域系統整體功能進行流域治理，強調流域生態保護與社會經濟發展的關系，從經濟、環境、社會問題的角度進行流域生態系統的綜合治理。
從政府強制主導到政策企業家利益合作
在流域水環境治理的各方之間，存在頻繁的利益博弈。流域水環境系統是一個涉及生態、經濟、社會、政治等多變量的復雜系統，并非全部的政策資源都為政府部門所掌握，政府通過強制性的主導無法對諸多資源進行有效配置。因此在水環境治理的機制中，改變單一的依靠政府強制主導的供給型方式，轉向利益合作為主的需求型方式，實現各方利益和目標的一致，完善水環境的治理。
政策企業家指的是有較強的掌握資源和運用資源的能力，積極主動參與并對公共政策過程發揮作用和影響的個體和組織。這些可能橫跨公私部門的政策企業家們，影響公共決策過程的動機也并不相同，但共同點是愿意投入自己的資源，包括時間、精力、聲譽以及金錢，來促進某一主張以換取表現為物質利益、達到目的或實現團結的預期未來收益。
另外，由于水環境治理與技術緊密關聯的性質，具有相關學科背景的專家在一些水環境的治理中發揮了關鍵作用。例如荷蘭的案例研究指出，來自不同學科的科學家在科研院所和政府機構中均占有至關重要的位置，對水環境的治理做出了潛在貢獻。在萊茵河流域的治理過程中，Auen河漫灘生態研究所與萊茵河管理辦公室共同制定了相關規劃和標準。這類集體組織的優勢來自于不同成員通過各自的戰略影響治理結果，積極開發和測試新想法，使得政策目標得以更好地實現。
這本質上是對流域水環境治理的相關資源進行重新配置的結果。通過政策企業家利益合作的機制，進一步優化了水環境治理決策的質量和實施的有效性。此外，以政策企業家為典型的外部個體和組織的加入，促進了治理機構的柔性化改造，這種創新型的治理機制，對于流域水環境這類特殊的治理對象，顯得格外重要。
治理實施：從一元行政管制到多維網絡治理
流域水環境治理是一個典型的復雜問題，沒有任何一個單一的治理模式能夠解決所有維度上的問題，為了提升治理政策在實施過程中的效率，有必要對治理的實施方式進行變革。對此，一個顯著的趨勢是從一元行政管制到多維網絡治理的轉變。澳大利亞通過幾十年的探索和變革，形成了政府、社區、企業、非政府組織和公眾的多元治理網絡。這種網絡治理模式對澳大利亞水環境治理的成功發揮了至關重要的作用。
從澳大利亞的經驗來看，流域水環境治理主體之間的相互關系構成了一個網絡治理結構。各級政府之間存在張力，既有相互協調配合的關系，又有討價還價和制衡的關系，形成了相互協調配合的縱向的多層次水環境治理網絡。
政府負責規劃項目的制定，在具體的實施方面會授權于企業。
政府在水利設施的建設、城市污水的處理、技術的開發和改進都有賴于企業。通過授權于企業，企業的咨詢和技術改進助力水環境治理，在水環境治理上可致力于一致目標。社區通過參與和介入，政府與社區也相互協調配合，致力于一致的行動和行動水平的提升。政府與公眾建立較成熟的合作伙伴關系。社區行動會獲得企業的支持，二者的利益取向是可以一致的。
多維網絡治理與傳統一元行政管制最大的區別在于，在治理過程中構建了從頂層到基層的實施鏈條，將治理目標落實到每一個利益相關者。更為重要的是，多維網絡治理將能夠促進治理政策的自我實施。在這種治理結構下，治理也不再是從各自目標出發的強制性執行，而是從網絡整體利益出發的自發性協同。協同效應促使各方通過合作博弈的開展，分享合作利益，并從網絡的全局視角自我履行合約。
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