در این تحقیق، مدیریت کیفی رودخانه به منظور حداقل سازی هزینه های حفظ محیط زیست و تأمین معیارهای کیفیت آب انجام شده است. به منظور لحاظ کردن نقش تخلیه کنندگان بار آلودگی در تصمیم گیری و افزایش قابلیت اجرای برنامه های پیشنهادی تخصیص بار آلودگی در رودخانه از رویکردهای مختلف تصمیم گیری استفاده می شود. ابتدا برای هر تخلیه کننده سناریوهای مختلف تصفیه فاضلاب مشخص و گزینه های تصفیه که ترکیبی از سناریوهای تصفیه می باشند، تعریف می شوند. سپس با استفاده از مدل شبیه سازی کیفی qual2kw، برای هر یک از گزینه های تصفیه مقادیر جریمه تخطی از استاندارد کیفی محاسبه و هر یک از تخلیه کنندگان گزینه های تصفیه را بر اساس هزینه های آن که شامل هزینه های تصفیه و جریمه تخطی از استاندارد کیفی می باشد، اولویت بندی می کنند. سپس با استفاده از روش های مختلف گزینش اجتماعی، چانه زنی بازگشتی و تصمیم گیری چندمعیاره گزینه های مطلوب تصفیه انتخاب می شوند. نتایج نشان می دهد که روش های کاندورست عملی و چانه زنی بازگشتی با بن بست هزینه کم تری به تخلیه کنندگان تحمیل و معیار کیفیت آب را رعایت می کنند. در نهایت، به منظور کاهش هزینه ها و تشویق تخلیه کننده ها برای مشارکت در حفاظت کیفی رودخانه، گزینه های مطلوب تصفیه به عنوان مجوزهای اولیه تخلیه بار آلودگی با استفاده از سیستم نسبت-تجارت توسعه یافته بین تخلیه کننده ها مورد تبادل قرار می گیرند. نتایج حاصل از کاربرد مدل های پیشنهادی در یک مطالعه موردی که قسمتی از رودخانه زرجوب در شمال ایران می باشد، نشان دهنده کارایی مناسب آن در تدوین سیاست های تخصیص بار آلودگی در رودخانه ها می باشد. اعمال رویکرد تجارت آلودگی بر اساس نتایج روش های گزینش اجتماعی و چانه زنی بازگشتی به ترتیب هزینه ها را به میزان 1196 و 2039 میلیون ریال کاهش داده و مورد توافق نسبی تخلیه کنندگان بار آلودگی است. هم چنین اعمال رویکرد تجارت آلودگی بر اساس نتایج رویکرد تصمیم گیری چندمعیاره هر چند که هزینه ها را به میزان 7892 میلیون ریال کاهش می دهد اما کم تر مورد پذیرش است.