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。     

基于双层优化模型的流域初始二维水权耦合配置

结合新时期我国实行的最严格水资源管理制度,基于用水总量控制、用水效率控制、水功能区限制纳污三条红线控制约束条件,将流域初始取水权与排污权作为研究对象,根据流域初始水权配置的主从递阶思想,构建流域初始二维水权耦合配置的双层优化模型,实现流域初始取水权与排污权在不同区域及其不同部门之间的合理配置。从经济角度体现流域整体的经济效益最大化,从社会角度体现流域内区域之间的协调发展,从生态角度体现流域允许最大水污染物排放总量的严格控制。最终,实现流域初始水权配置中社会、经济以及生态目标的集成化,水资源数量与质量的相统一,提高流域内不同区域不同用水部门的用水效率、水污染物排放绩效,消除流域内不同区域之间的用水矛盾、水污染物排放冲突。并基于交互式决策理论,提出基于满意度的主从递阶交互式迭代算法对流域初始水权配置模型进行求解。结合案例分析,进一步验证了模型的有效性与算法的可行性。     

基尼系数法在水污染物总量区域分配中的应用

水污染物总量的区域初始分配是实施污染物总量控制工作的起点。直接影响到排污许可证的发放工作。如何实现水污染物目标总量初始分配的公平性是要解决的关键问题。通过综合考虑待分配区域的经济、自然等客观因素．筛选出既能充分代表地区水环境承载力，又与总量分配密切相关的指标，应用经济学中衡量居民收入分配公平程度的基尼系数的概念．建立以基尼系数最小化为目标的规划模型，通过设定合理的运算规则和约束条件构建优化方程，制定基于公平性的水污染物总量的区域初始分配方案。初始分配后．可以在区域内部建立排污许可证交易制度．通过企业间的交易。实现社会总体治污成本最小化的目标。     

基于纳污能力控制的省区初始排污权ITSP配置模型

省区初始排污权配置具有多阶段性、复杂性及不确定性特征。面向水功能区限制纳污红线约束,根据省区初始排污权配置的基本假设,引入区间数和随机数来描述不确定性信息,以因省区初始排污权配置产生的经济效益为第1个阶段,以因承担减排责任而可能产生的治污损失为第2个阶段,设计实现流域经济效益最优的目标函数,并以配置结果能够体现社会效益、生态环境效益和社会经济发展连续性为约束条件,构建基于纳污能力控制的省区初始排污权区间两阶段随机规划(ITSP)配置模型,分水污染物类别确定不同减排情形下的省区初始排污权配置方案。在三种减排情形下,2020年太湖流域各省区的初始排污权配置结果表明:1江苏省、浙江省和上海市的COD初始排污权配置区间量没有明显变化,其NH3-N和TP初始排污权配置区间量总体呈上升或递增趋势;2太湖流域各省区因初始排污权的配置产生的总体经济效益最优区间数分别为[335.35,399.75]亿元、[336.63,401.11]亿元和[339.08,402.74]亿元,最优区间数的下限值、上限值及期望值总体呈上升或递增趋势。分类确定不同减排情形下的配置方案,并提出方案实施的政策建议,为排污权配置决策提供更为准确的决策空间。     

总量控制下流域初始排污权分配的竞争性混合决策方法

中国排污权交易市场尚不完善,若初始排污权的分配结果与现有排污量差异过大,排污方不能及时调整生产方式或结构与之相适应,同时又无法顺利在市场上购买到所必须的排污权量,排污方的经济社会发展将会受到阻碍。基于此,提出了总量控制下流域初始排污权的竞争性混合分配方式:一部分排污权按照现状排污比例进行分配,另一部分排污权实行竞争性分配。重点研究了排污权的竞争性分配决策:提出了由排污管理者制定柔性决策参数,排污方在柔性参数约束下进行自主竞争的初始排污权配置机制;建立了总量控制下初始排污权分配的竞争性决策模型,模拟排污方在排污管理者的总体控制下以"自身排污配比最大化"为目标通过交互评价的方式参与初始排污权的分配过程。柔性决策参数的构建反映了排污权管理者对初始排污权分配的公平性、高效性原则的整体把握;排污方在柔性权重下以"自评"和"它评"为主要形式进行交叉评价,体现了排污方在排污权分配中的"发言权"和"参与权";排污权管理者对排污方交叉评价结果的集结,实质上是对排污方之间的"利益"进行协调。在初始排污权的竞争性混合分配方式中,竞争性分配的排污权比例取决于流域内排污方的经济社会发展对排污量变化的"敏感度",排污方经济社会发展对排污量变化的"敏感度"越高,竞争性分配的比例的取值宜越小,反之越大。同时,可根据排污交易市场的建设进度,逐步提高竞争性分配排污权的比例,分阶段实现流域排污权的动态分配,最终达到对排污权进行高效、公平分配的目标。以北江流域为例进行了分析,给出了排污权分配总量中竞争性分配比例取不同值时,北江流域6个城市排污权分配的动态结果。     

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。     

基于水功能区纳污能力的攀枝花限制排污总量研究

实施水功能区限制纳污红线管理,控制陆域范围污染物排放总量,是保障水功能区水质达标的根本途径。针对现有水功能区划分及管理偏重考虑水体自然属性和完整性,缺乏与行政区划、陆域污染源分布的衔接,提出以水功能区划分成果为基础,综合考虑自然水系、行政区划、污染源分布情况的陆域控制单元划分方法,在此基础上,利用GIS空间分析建立水功能区与陆域控制单元的响应关系,制定基于水功能区纳污能力的陆域污染物限制排放总量方案。以攀枝花市河段为例,将攀枝花市划分为15个控制单元,19个控制子单元进行限制排污总量计算及分配,攀枝花全市COD、氨氮限制排放总量分别为17 437.6 t/a、1 866.0 t/a,与攀枝花市污染物总量控制规划成果基本一致。     

河流和海洋污染物总量分配研究述评

水污染物总量控制是改善水环境质量,实现经济、社会与环境可持续发展的根本途径之一。制定科学的总量分配方案,是实施水污染物总量控制的关键技术。本文从水污染物总量控制和分配的定义出发,对总量分配原则和环境容量的最新概念做了介绍,把河流和海洋领域的总量分配方法作了概述和比较。最后提出了开展总量分配分级体系研究,加强重点河段和海域环境容量季节变化研究的建议。本文对深入开展水环境领域污染物总量分配的研究,推动陆海统筹的总量控制制度具有积极意义。     

水污染物排放总量控制方法研究--以无锡城北地区为例

水环境已经成为整个苏南地区经济发展的制约因素之一,为实现经济效益与环境效益协调发展,对水污染物排放实行总量控制至关重要。在对无锡城北地区水污染物负荷、水环境现状及水环境功能充分调查的基础上,结合该区域的水文特征和排水规划,统计分析出区域内水污染物的排放总量,根据污水集中处理方案,计算出区域水污染物的削减量,然后运用河网水质模型,预测水污染物削减后河流水质改善状况,以改善后水环境质量为本底值,以下游水环境保护目标的环境功能为控制要求,反推该区域在污水实行集中处理后所能接纳的水污染物排放总量。通过科学计算得知区域水环境纳污能力为19.8 t/d,由此确定的经济规模有限,必将制约地方经济的发展,提出了扩大水环境纳污能力的有效途径,并提出了建设无锡地区污水入江通道的设想。     

鄱阳湖流域排污权初始分配模式的比较研究

排污权初始分配是排污权交易的起点和基础,在分配模式和实证研究方面需要加强。采用地区人口法、经济总量法、历史排污量法、环境容量法和综合分配法5种模式研究了鄱阳湖流域11个地市水污染物化学需氧量(COD)与氨氮的初始排污权分配。结果表明:COD和氨氮初始排污权在地市之间的分配格局相似;南昌、新余与鹰潭3市按经济总量模式分配的排污量明显高于其它模式,上饶、吉安两市人口分配模式高于其它模式,景德镇、九江两市历史排污量模式高于其它模式,赣州市环境容量模式高于其它模式,宜春市综合模式高于其它模式。综合分配模式为赣州市排污权总量最高,南昌、九江、吉安、宜春、抚州和上饶6市次之,景德镇、萍乡、新余、鹰潭4市最低。总体来看,排污权配额因分配模式不同而有所差异,综合分配模式得到的初始排污权最为合理。建议鄱阳湖流域严格执行综合分配模式下的各地市初始排污权分配额度,确保区域经济社会与生态环境的协调发展。     

Models for Initial Allocation of Emission Permits in a River Basin During Industrial Development： A Case Study of Huaihe River Basin, China

At present,water pollutant emission trading plays an increasingly important role in pollution control in many foreign countries,and its pilot studies and demonstration have also been started in China.In order to solve the problem of initial allocation of emission permits: premise and basis of emission trading in a river basin,basic principles on initial allocation of actual emission permits in China are put forward.And it is thought that local development stage of industry should be taken into full account for initial allocation model of emission permits.There are five different allocation models in different development stages of industry,including models like distribution according to needs,improved same-rate reduction,performance,integration and environmental capacity,etc.The initial allocation of emission permits in various basins should choose a suitable model in accordance with their respective development stages.It is suggested in this article that integrated allocation model should be a main choice for current development stage of industry in China.     

期权理论在排污权初始分配中的应用

排污权交易是当前总量控制目标下最具潜力的环境政策,它兼有环境质量保障和成本效率优化的特点.在对国内外排污权交易和初始分配充分考察的基础上,提出了在排污权初次分配中引入期权机制的尝试,并对这种方法的理论基础作了分析和讨论.     

湖域工业点源初始排污权配置定额模型与算法研究

针对湖域工业点源初始排污权定额配置问题，以“公平、效率、可行”为配置原则，通过引入权重系数的字典序最小化最大值方法，构建了基于多主体多种初始排污权多期配置的字典序定额模型，并给出求解算法。进而以江苏省太湖流域27类主要工业行业的初始氨氮排污权单期配置为例，从行业初始排污权短缺率与行业治污效益两方面，对比分析了基于等短缺率定额模型、等环境容量比例定额模型、字典序定额模型计算得到的3种定额配置方案效果。结果表明：相对于另外两种定额模型，字典序定额模型所得配置方案可实现平均行业短缺率最小(4613%)，平均行业治污效益最大。研究也表明在“公平、效率、可行”配置原则下，字典序定额配置方法能够更为有效的促进企业治污技术提标升级和区域产业结构升级     

基于区域差异的污染物削减总量分配研究

随着污染物总量控制手段在我国的不断推进与深化，如何公平合理地在不同区域之间分配污染物削减总量是学术研究和政府决策关注的重要问题。在对现有的污染物（削减）总量分配方法及其体现的不同分配思想进行比较的基础上，充分考虑污染物从产生、削减到排放的全过程影响因素，提出了合情合理的污染削减分配公平准则。以COD削减总量分配为例，构建了相应的公平分配指标体系，重点考虑各地区在污染物结构减排、工程减排和环境质量状况等方面的差异，基于熵权法建立了体现区域差异的“改进的等比例分配方法”，并对我国省际间COD削减总量分配进行了案例研究。结果表明，这种改进的等比例分配方法，在考虑公平的基础上同时兼顾了各省市之间的差异性，为我国在不同区域间进行不同类型污染物的削减总量分配提供了新的思路与方法     

汉江流域水权初始配置模型研究

水权管理的关键和难点是水权的初始分配。做好初始水权的分配,能够促进水资源的优化配置,达到以水资源的可持续利用支持国民经济和社会的可持续发展。根据水权初始分配有效性、公平性、可持续性发展的原则,分析了水权初始分配的主要影响因素,主要是经济发展、用水效益、平均分水、现状用水、水源地优先、生态环境以及社会发展;构建了水权初始分配的层次结构图;采用多目标半结构性模糊优选模型研究流域水权初始分配,该模型根据人的经验知识量化原理确定定性指标的相对优属度和各指标的目标权重,为确保模型的实用性,目标值重要性比较时采取了专家咨询手段;定量指标则根据实际情况采用越大越优型的相对优属度公式或越小越优型相对优属度公式。     

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     

水资源所有权问题研究

我国水资源短缺和水污染问题严重,最根本的原因是水资源产权制度尤其是水资源所有权制度不合理。从水资源配置的效率与公平角度,依据产权经济学理论,对水资源所有权及其分配问题进行了探讨：对水资源所有者产权与他物权,江河湖泊等水体所有权和水体所蕴含水资源所有权进行了区分;以水资源是社会成员生存与发展的自然物质基础、水资源的竞用性和水资源自然供给的区域性为依据,探讨了江河、湖泊等水体水资源所有权的权属界定,水资源所有权在社会成员间的合理分配,国家与水资源所有权的关系和国家拥有的水资源所有权的性质;最后提出了既能保障社会成员生存与发展权利,又能实现资源配置效率与公平的以社会成员所有为主的水资源所有制。     

基于最严格水资源管理制度的初始水权分配研究

实行最严格水资源管理制度是2011年中央一号文件明确要求的内容。在分析最严格水资源管理初始水权分配内涵的基础上,首次以水资源管理“三条红线”为准则,构建了包含目标层、准则层、指标层及方案层4个层次结构的初始水权分配指标体系,建立了最严格水资源管理初始水权分配的投影寻踪模型,并采用量子遗传算法优化投影指标函数,以模型计算出的最佳投影值作为初始水权分配的分水比例。最后,以南水北调东线一期工程为例,将本文所建立的模型用来分配该工程净增加供水量的初始调水量。结果表明:该指标体系和模型具有一定的可操作性及有效性。     

排污权的设定对环境技术进步的影响

排污权的设定是我国在治理环境污染过程中一项重要的政策。客观地评价这项政策的实施效果,不仅有利于政策本身的实施和完善,同时也可为其他地区开展相关工作提供借鉴。采用2004~2014年中国30个地区的面板数据,借鉴国内外评价政策实施效果的主流计量方法——双重差分法(Difference-in-Difference,DID),建立环境技术进步测度模型,探究排污权设定对环境技术进步的影响,最后提出政策建议。研究发现:当期排污权的设定并未对中国省际环境技术进步产生显著影响,但是在设定2 a之后,排污权在一定程度上控制了污染物的排放,其对我国环境污染的治理具有一定的促进作用,由此可以说明排污权确实能够提高环境技术进步。从长远来看,排污权的设定有利于我国经济健康可持续的发展。     

岷沱江流域水环境治理绩效综合评价方法研究

为全面研究生态文明背景下岷沱江流域水环境治理成效，该研究从水生态保护与修复、水污染治理与控制、水资源开发利用和社会经济承载4个维度构建评价指标体系，先采用灰色关联分析法和均方差决策法建立组合权重，再通过加权综合指数法和理想解模型对2011~2017年岷沱江流域10个主要地级市的水环境治理绩效进行动态评价，最后利用ArcGIS10.5软件进行评价结果的时空分异性的可视化。研究表明：在水环境综合管理下，岷沱江流域水环境治理绩效水平呈上升的趋势。空间分布上，虽岷沱江流域上、中、下游的水环境治理绩效整体水平差异性逐渐缩小，但流域中各地级市在水污染治理与水资源开发利用上存在明显的差异性，今后岷沱江流域应重点控制水污染和优化水资源配置，统筹流域可持续发展的水环境管理。