1950年，日本水俣湾附近的一个化肥厂将大量含有有机汞的废水排入水俣湾， 造成水俣湾和新县阿贺野川下游283人汞中毒，其中60人死亡。1955～1972年期间，日本富山县神通川流域的工厂排放未经适当处理的含镉废水，造成当地130人因镉中毒患上名为“痛痛病”的怪病，其中81人死亡。日本两次震惊世界的水污染事件，使得日本政府不得不重视对水污染的预防与控制。

　　20世纪50年代到70年代，是日本高速发展的时期，为了满足工业发展对水的需要，日本修建了许多大型水利工程，对水进行储存和调用，同时大力开发诸如地下水等其他水源，但总体理念是“轻节流、轻治污”与“先污染、后治理”，为此，日本政府付出了惨痛的代价。以“水俣病”和“痛痛病”为转折点，日本政府转变思路，从先污染后治理开始逐步转向事前防治和源头保护。

　　第一，通过科学合理的总量消减计划控制总量的排放，对人口和产业集中的区域， 以及大范围向封闭性水域（湖泊、内湾、内海）排放大量生活污水或产业污水的地区， 引入排水总量控制制度，制定污染物总量削减基本方针以及各污染源分解削减目标量。

　　第二，全面推广污水处理新技术，大力发展污水处理产业。为了应对废水处理技术的迫切需要，日本政府联合许多大公司共同投资，进行了为期6年的“水复兴90年规划”科研项目，不仅帮助许多企业建立了废水处理技术系统，而且开发了一种膜技术与生物反应器相结合处理工业和城市污水的技术，直接推动了膜生物反应器（MBR）在污水处理中的应用。目前，膜法水处理技术仍是污水处理最经济的方法之一。

　　第三，建立水权制度，实现政府调控与市场引导。在日本，水权的取得遵循“占有优先”的原则，河川上下游、左右岸、地区之间以及农业、工业、市政、水电等部门之间，各自拥有不同空间、不同时间、不同用量的水权，同时拥有不同的排污权，通过水权交易市场实现水资源的优化配置和高效利用。

　　此外，政府还会根据实际情况在引水量上进行控制和协调，如为了保证河水在自然循环中的净化能力，规定只有在河水超过河流正常流量时才可取用；在干旱来临时，优先引水权要经过当地用水协调委员会的协商，先满足抗旱灌溉的需要，再兼顾其它方面等。