随着经济发展,工业废水和生活污水大量排放给河流带来沉重负担,破坏人类赖以生存的环境,在现有政策缺位的情况下,迫切需要生态补偿机制来理顺流域上下游间的生态关系和利益关系,促进上游地区经济社会发展并有效保护流域生态环境,而实施流域生态补偿机制的核心即为补偿标准的确定。本文在对国内外生态补偿研究与实施情况总结的基础上,依据环境经济学相关理论,研究流域生态补偿的理论依据。通过对流域生态补偿概念的阐述,采用基于聚类分析的污染治理成本表征法作为流域生态补偿标准确定方法。经对河南省污水处理厂数据分析,研究得到COD进水浓度与治理成本关系曲线,并依据污染物处理效益概念,核算出COD与氨氮在污水处理过程中所占的成本比例,最终确定流域生态补偿标准。文章最后将研究成果应用于河南省流域生态补偿,在验证标准确定合理性的同时也为地方生态补偿实践提供可参考的理论依据。由测算结果及分析可看出,流域生态补偿标准比较合理。应赔偿金额基本在各地市财政承受能力范围之内,也充分体现了“谁污染,谁付费”原则。