山东省既是南水北调工程的受惠省，又是长江水北上天津的重要枢纽。确保一渠清水既是南水北调工程的整体要求，也是山东省社会经济可持续发展的需要。山东省副省长赵克志明确提出:“治污工作关系全局，关系长远，关系调水成败。”
南水北调东线工程确定以来，山东省本着“先节水后调水，先治污后通水，先环保后用水”的方针，整体规划，狠抓落实，管住企业、城市和入湖三大排污口。
为确保调水水质，山东省政府及调水沿线各市政府成立了南水北调治污工作领导小组，编制实施了《南水北调东线工程山东段水污染防治总体规划》，对37条河流开展了小流域污染综合治理。2000年以来，泰安市分批关闭了7家两万吨及以下造纸企业草浆生产线，此举使全市年减少废水排放量18％，削减COD负荷50％。泰安市将于今年年底前关闭仅剩的1条草浆生产线，届时，该市将彻底结束草浆造纸的历史。
同时，山东抓住国家实施南水北调的机遇，集中突破南四湖、东平湖和小清河流域的水环境污染治理，要用3年时间打一场城乡环境综合治理攻坚战。目前，列入国家南水北调东线治污工程规划的城镇污水集中处理及回用项目52个，计划投资57亿元。山东境内调水沿线已建成25座城市污水处理厂，处理能力达每天175万立方米；正在建设19座，处理能力为每天81.5万立方米。建成垃圾处理厂两座，处理能力达每天1100吨；正在建设5座，处理规模为每天2600吨。
同时，山东省加快城镇污水管网建设，2007年6月底前将全部完成配套管网、脱氮除磷和污泥处理设施建设任务，达到国家规定的满负荷运转率。
东平湖是南水北调东线的重要枢纽，山东省将在东平湖入湖口启动人工湿地水质净化工程及湖区湿地修复工程，提高河道和湖区自然净化能力，建设生态屏障，保障南水北调水质安全。
总面积1266平方公里的南四湖是南水北调东线的输水干线，也是重要的调蓄水库。为确保南四湖及输水沿线的水质安全，山东省积极开展南四湖人工湿地水质净化工程的规划、设计和建设，总投资计划为5.75亿元，先期开展3.5万亩人工湿地示范工程。目前在新薛河入湖口建设了2000多亩人工湿地实验工程，已栽种湿地植物1000亩，自然恢复湿地1000亩，人工湿地水质净化课题试验研究取得了初步成果。
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