北运河水系是海河流域重污染河流的典型代表。随着京津冀区域社会经济快速发展和城市化进程加快，非常规水源（以城镇污水处理厂退水、散排污水和雨洪水等为主）已逐步成为河流补水主要来源，存在着清洁水资源短缺、河流水体污染严重、水生态功能退化等突出问题。围绕北运河水系（北京段）河流突出问题，以破解非常规水源补给河流水质改善、实现低污染河水资源化利用的重大科技需求为着力点，以干流关键节点为控制断面，统筹流域上下游污染特征与治理需求，系统实施“小流域污染综合控制与循环利用-低污染河道旁路生态净化-干流补水净化协同生态调控”的治理方案，建立了非常规水源补给河流水质改善技术集成体系并开展了规模化示范，促进了全流域污染减排和水质改善，为非常规水源补给型河流综合治理提供了有效技术支撑。