造成我國水汙染嚴重且短期內難以解決的原因是多方面的、高度復雜的，涉及資金投入嚴重不足、產業結構不合理、管理體制不完善、決策和運營管理不當、監管和績效管理不到位、關鍵技術和成套設備缺乏自主開發等。要解決現有的水汙染問題，各級政府和企業在不斷加大水汙染控制和治理資金投入的同時，必須依靠科技支撐，建立科學的工作平臺，提升自身能力，壹方面通過重大科技研究和創新，攻克水汙染控制和治理中的壹些重點難點問題，形成具有自主知識產權、適合國內實際需要的關鍵技術突破和完整技術解決方案。另壹方面，將整合和應用國家在前五年計劃期間研發的成熟技術，並探索在支持技術和經濟政策、技術標準、性能平臺和運營監管方面的創新發展。結合水汙染問題突出、亟待解決的區域治理工程規劃，進行系統的技術集成與應用，在城市水環境質量綜合改善、飲用水安全保障、汙水處理與資源化、汙泥處理與處置等方面，建立壹系列示範工程和區域綜合示範。
因此，該重大項目的實施，通過關鍵技術研發、系統集成和應用示範，將全面解決我國水汙染控制與治理的重大技術瓶頸，完善水汙染控制的支撐體系，提升政府部門的行政能力，建立水汙染控制與治理技術裝備產品體系，促進水汙染控制與治理產業的技術升級和產業發展， 為國家和地方水汙染控制與治理規劃和重大工程建設提供強有力的技術支撐和科學論證，為構建和諧社會、實現可持續發展服務。