双控行动下流域初始水权分配的多层递阶决策模型

以流域初始水权配置实践为导向,参考现有水权按照"流域-省区-市区-行业"层级结构进行初始配置的思路,在用水总量和用水强度控制的制度约束下,建立双控行动下流域初始水权分配的多层递阶决策模型,以模拟各个层面水权相关利益主体之间的民主协商及其上级层面行政仲裁过程,实现"流域-省区-市区-行业"层级结构的水权分配,充分兼顾分水的公平性与效率性,优化流域社会经济综合用水效益。在此基础上,提出多层递阶决策模型的迭代算法,对流域初始水权分配模型进行求解。并结合流域初始水权配置实践,验证多层递阶决策模型的可行性。研究方法的创新性体现为:一方面,构建的"流域-省区-市区-行业"层级结构的目标函数,有效保障了流域整体的国内生产总值最大化,体现了双控行动下流域分水的经济效益性。同时,有效保障了流域内各省区之间、各市区分水的协调满意度最大化,体现了用水总量控制约束下流域分水的社会公平性;另一方面,构建的"流域-省区-市区-行业"层级结构的约束条件,有效保障了各省区、各市区的配水比例与社会经济发展综合指数之间的匹配关系,提高了各省区之间、各市区之间的耦合协同发展效度,有效保障了双控行动下市区内各行业的用水目标达到预期的目标值,充分体现了流域内各省区、省区内各市区的经济社会发展需求以及市区内各行业的发展用水需求。从大凌河流域初始水权配置实践的多层递阶决策结果来看,流域社会经济综合效益的满意度达到0.993 4。其中内蒙古、辽宁、河北的水权分配比例分别为4.939%、93.731%、1.330%。与水利部试点方案进行对比分析可知,大凌河流域初始水权分配的多层递阶决策模型结果与水利部试点方案相吻合。     

基于奖优罚劣的省区初始水权优化配置

针对我国最严格水资源管理制度要求,研究省区初始水权优化配置模型。首先,基于流域经济效益、省区排污权协调性等建立目标函数,根据流域排污总量构建约束条件,建立多目标省区初始排污权免费分配模型;其次,将排污权嵌入初始水量权配置中,根据奖优罚劣机制构建省区初始水权配置模型;最后,以太湖流域为研究背景进行实证研究。结果表明:太湖流域规划年2030年在75%来水频率下,基于流域可分配初始水权总量为363.3亿m~3和排污量为54.46亿m~3的限制,江苏、浙江和上海初始水权配置量分别为135.19亿m~3,129.21亿m~3和98.89亿m~3。本文的模型通过奖优罚劣函数,把超标或未超标排污的外部性内化到水量分配上,实现了水量权与排污权分配的统一,可为其它流域开展同类研究提供借鉴。     

基于纳污红线的河流排污权优化分配模型

实行水功能区限制纳污红线的水资源管理制度，在理论和实践中必须要建立河流污染物总量控制管理制度，而实行污染物总量控制，首先要确定河流排污权的初始分配方案。结合我国现行流域水功能区划成果，以水功能区作为排污权初始分配主体开展排污权分配研究，提出由河流环境保护部门确定河流总体排污权，首先通过纵向配置将排污权分配给水功能区，然后通过横向配置将初始排污权分配给排污者的一种纵向加横向分配模式。以资源分配的公平性和效率为管理目标，并以污染物总量控制、浓度控制、企业生产连续性等为约束条件，建立了河流排污权多目标分配优化模型。最后利用多目标演化算法对算例进行了求解，验证了方法的可行性，且此分配方式所获得的环境节余容量最大     

最严格水资源管理制度下的水权理论框架探析

在我国水资源贫乏、供需矛盾日益尖锐的情况下,建立和发展具有中国特色的水权制度,已成为践行最严格水资源管理制度和解决日趋复杂水问题的切实需要。本文首先从我国水资源管理体制的改革发展历程和未来需求出发,探讨了最严格水资源管理制度与水权制度两者的内在联系,指出水权制度建设对落实最严格水资源管理制度的重要意义;接着,从行政管理视角提出了有关水权划分的两级分类体系,重点解析了使用权与"三条红线"之间的对应关系;最后,从水权制度建设的主体内容出发,构建了由"基于水资源开发利用控制红线的取水权初始分配"、"基于用水效率控制红线的用水权交易"和"基于水功能区限制纳污红线的排污权交易"三部分组成的水权理论框架。在取水权分配方面,以和谐论思想为指导,以水资源开发利用控制红线为硬性约束,提出由和谐分配原则确定、和谐状态指标选取、区域总和谐度计算、和谐目标优化模型、取水权和谐分配方案优选等构成的取水权初始分配工作流程。在用水权交易方面,以用水效率控制红线为硬性约束,运用优化决策理论,提出由用水计划制定、节水潜力分析、水量折算系数计算、可交易用水权计算、用水权交易方案优选等构成的用水权交易工作流程。在排污权交易方面,以水功能区限制纳污红线为硬性约束,提出由污染物入河量预测、控制断面水质预报、减排潜力分析、可交易排污权计算、排污权交易方案优选等构成的排污权交易工作流程。该理论框架的提出可为我国水权理论研究提供参考。     

水资源权属管理改革形势下水权确权登记制度研究

水资源作为一种公共资源,由于其产权制度的不明晰,导致水资源的利用效率低下,污染和浪费现象严重,水环境形势严峻,水资源权属管理制度亟需改革。水资源权属管理应该重点关注水资源的使用权,包括取水权、农村集体经济组织水使用权、少量用水权和应急用水权。水资源确权登记是水资源权属管理改革中的基础和根本环节。文章通过演化博弈模型构建用水户之间的复制动态和进化稳定策略,论证建立水资源确权登记制度的理论支撑,结果表明一个区域内取水量越小,采取超额取水策略的用水户比例越大,当采取超额取水策略的用水户比例较高时,区域内各个用水户的期望收益和整体期望收益都较低,极易造成水资源使用过程中的用水矛盾冲突,而用水户采取限额取水策略能够增加总体的期望收益。本文明确了水资源产权确权与登记制度的主要含义,重点研究了水资源确权登记的范围包括取水权和农村集体经济组织水使用权,并在此基础上明确了取水权和用水权的确权主体和确权内容、水权确权登记的机关、确权和登记的具体程序,提出水资源确权在整个确权登记过程处于主导地位,而登记是取水权交易的前提条件,在此基础上提出对当前取水许可制度进行改革,按照产权制度的要求,强化水权的权属管理和水权的法律保护。据此,本文提出中央机构应与地方政府相互配合,明确分工,密切结合实际,做好水资源确权登记工作,改善水资源权属管理混乱的现状,加快水资源权属管理改革。     

基于双子系统协调耦合的流域初始水权配置模型

省区初始水权和流域级政府预留水量是流域初始水权的重要组成部分，研究省区初始水权配置子系统和政府预留水量配置子系统之间的耦合协调性是提高流域水资源利用效率的重要途径。面向最严格水资源管理制度要求，建立基于“三条红线”的耦合协调性判别准则，针对省区初始水权和流域级政府预留水量的配置方案，分别从水量、水质和用水效率视角判别两者之间的耦合协调性；针对未能通过耦合协调性判别的情形，提出调整两个子系统配置方案的方法，并重新进行判别，直至配置方案通过耦合协调性判别，从而获得流域初始水权配置推荐方案；最后，针对太湖流域进行实证研究。结果表明模型和算法具有可行性和有效性，可为其它流域开展同类研究提供借鉴     

京津冀地区产业结构与水资源的关联性分析及双向优化模型构建

京津冀地区水资源产业优化配置对于推进京津冀经济社会持续协同发展具有重要的支撑作用。京津冀地区水资源产业优化,是以京津冀整体发展目标为主、京津冀各地区产业发展目标为从的主从递阶双层优化过程。但目前鲜有学者提出采用主从递阶双层优化的思路实现京津冀地区水资源产业优化。为此,在明确京津冀地区水资源产业优化方向基础上,结合京津冀整体和各地区的经济社会发展目标,构建主从递阶双层优化模型,实现京津冀地区水资源产业优化配置。首先,探讨京津冀地区产业结构与用水结构的演变态势,剖析三次产业结构的变动差异与水资源利用结构的演变成因,测算三次产业结构变动系数和用水结构弹性系数;结合京津冀三次产业发展与水资源利用的长时间序列数据,建立产业结构与水资源关联性分析模型,测算产业结构与水资源之间关联度,以确定京津冀地区产业结构与水资源优化的方向。其次,合理界定京津冀地区产业结构与水资源双向优化的内涵,应用主从递阶双层优化模型,构建京津冀整体的经济、社会与生态环境目标函数与约束条件,以及各地区三次产业发展的目标函数与约束条件,集成建立京津冀地区产业结构与水资源双向优化模型。最终对模型参数进行合理预测并求解模型,确定京津冀地区产业结构与水资源双向优化方案,实现京津冀地区水资源产业优化配置,并进一步提出保障京津冀水资源产业优化配置的对策建议。     

流域初始水权分配研究进展

当前我国水资源存在短缺和使用效率低下等问题,其最核心的解决办法就是建立水权市场,而其中的关键在于界定初始水权。通过界定初始水权,在各流域行政区域之间合理地分配。简要介绍了流域初始水权分配的最新研究进展和动态,主要包括分配原则、分配指标体系、分配方法和分配机制等方面。对这些研究进行了评述并且指出了存在的问题。由于水资源分配的特殊性,涉及到水量、水质和其它一些因素,单纯的分配水权难以获得成功。在此基础上,探讨了流域初始水权分配的未来研究方向,即在考虑到了水权、排污权和林权等集成的基础上,综合考虑初始水权分配的原则、指标体系和机制等,并且在分配方法上由单一目标模型向多目标模型发展,不确定性和模糊优化模型是未来流域水资源分配模型的发展方向。     

流域水权市场中的节水激励

流域水权制度是否具有内在的节水激励是能否纾缓一个国家或地区水资源危机的关键.水权再分配机制是水权制度的重要组成部分,而水权市场则是水权再分配机制的方式之一.该文通过构建节水投资收益净现值(NPV)模型,分析水权市场对节水激励的作用,讨论各因素对不同层次用水户进行节水投资决策的不同影响,并且应用节水投资收益净现值模型对黄河流域进行了案例分析.分析表明:有效的流域水权市场能够激励用水者进行节水投资,获得水权交易收益,同时缓解水资源供需矛盾,实现流域水资源的优化配置;跨地区跨行业的水权交易由于规模大,需要的投资金额多,交易成本较高,只能由较高级别的水资源管理机构或取水工程完成,但需要采取适当的节水设施管理方式;地区内行业内的水权交易规模小,需要的投资金额少,交易成本低.对于微观用水户具有激励作用,但需要政府提供相应的信贷支持.     

政府强互惠激励下跨界流域一级水权分散优化配置模型

我国跨界流域水资源冲突问题较严重,一级水权集中配置方案因其过于理想化而实施效率低下,难以应对冲突。提出应在规划和决策的前期给予各类主体充分的利益表达机会,创新一级水权配置模式,构建政府强互惠激励政策协调下的多用水主体分散优化配置模型。首先将分散优化与集中优化进行对比,分析政府强互惠激励下的分散优化协调机制对提高跨界流域水资源的配置效率和配置方案的可操作性的作用;基于分散优化的基本模型,加入政府强互惠节水激励政策,通过节水激励水价这一因子代替原分散优化模型的自利因子,构建一般的一级水权分散优化模型和政府强互惠激励下的一级水权分散优化模型;以漳河流域为例,对模型进行计算及对比分析。研究结果表明:一般分散优化配置模式中,主体的自利性使得流域整体利益受损,尤其是在来水极少的年份;政府强互惠激励下的分散优化配置模式能够兼顾流域宏观和微观的利益。来水量对于跨界流域一级水权配置模式有重要影响,来水量充裕时,政府可放手用水主体进行自主治理,降低行政管理成本;来水量短缺时,政府必须注意改变管理模式,对不同用水主体实施差异化政策激励,加强主体的节水动力;来水量越少,政府强互惠激励下的分散优化配置模式优势越明显。由于既充分考虑各用水主体的利益又能体现流域统一管理理念,因此,政府强互惠激励下的跨界流域一级水权分散优化配置模式在当前流域统一管理和区域分块管理相结合的管理体制下避免了权力冲突。