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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

流域水权初始分配机制中的节水激励

目前,永资源短缺的问题普遍存在,如何利用非工程手段解决水资源的供需矛盾开始成为研究的焦点。水权翩度能够对人们的用水行为产生积极的或消极的影响，而水权初始分配机制是水权制度运行的基础，该机制是否能够激励用水者不断地开发应用节水技术以及在更广泛的领域内减少浪费行为，对于有效地控制用水需求，缓解水资源危机具有十分重要的意义。本文通过构建流域水权初始分配机制节水激励模型，考察在以指标法为基础的水权初始分配过程中，流域各地区可以控制并且能够影响水权分配结果的因素，分析其可能进行的行为选择以及对水资源节约的影响。研究结果表明，决策者可以通过平衡选择现状用水量权重．延长水权初始分配份额的有效期，以及对节水工程投资和水利工程投资进行补贴等手段，使水权初始分配机制在长期内发挥节水激励作用．不仅能够提高各地区的经济收益，并且能够缓解水资源的供需矛盾。实现流域的可持续发展。     

社会选择理论在流域跨界水资源配置冲突决策问题中的应用

本文将社会选择理论引入到流域跨界水资源配置冲突的解决研究中,从群决策的角度寻找到流域内各区域一致同意的、满足水量分配公平的流域水资源配置方案。流域水资源配置冲突问题从表面上看是资源问题,实质上却是一个典型的决策问题。作为一种具有混合特性和稀缺性的自然资源,流域稀缺水资源的分配实质上是多主体参与的涉水利益分配,而分配的核心问题是如何通过合理的群决策机制协调水资源配置冲突中不同行政区域之间的利益关系进而实现公平。本文提出基于社会选择理论的流域跨界水资源配置冲突解决框架,首先从公平性角度将流域水资源配置冲突看成一个短缺资源的配置问题,利用P、AP、CEA和CEL四种破产准则获取可行的水量分配方案集合;其次运用社会选择理论中的PV、BC、HQ、PCM和FB五种偏好聚合方法进行流域内各行政区域个体偏好聚合的群决策分析;通过破产准则与偏好聚合的结合能够实现流域水资源配置冲突群决策结果的公平,所得流域水量分配方案易于被冲突主体所接受。最后,以华北缺水地区的漳河流域跨界水资源配置冲突问题为例进行研究,并比较不同破产准则及偏好聚合方法在解决流域跨界水资源配置冲突中的应用。研究结果表明,社会选择理论与破产准则的结合在解决流域跨界水资源配置冲突问题中具有较高的实用价值。     

用水效率多情景约束下省区初始水量权差别化配置研究北大核心CSCDCSSCI

面向最严格水资源管理制度的新要求,利用情景分析法刻画用水效率控制约束情景,分情景研究用水总量控制下的省区初始水量权差别化配置问题。从公平性的角度出发,在全面认知省区现实经济活动量差异、资源禀赋差异和未来发展需求差异,识别影响用水效率控制约束强弱的关键情景指标的基础上,设计省区初始水量权差别化配置指标体系,以区间数描述不确定信息,设置及描述用水效率控制约束情景WECS1、WECS2和WECS3,构建动态区间投影寻踪配置模型,利用实数编码加速遗传算法进行求解,计算获得不同用水效率控制约束情景下各省区的初始水量权。不同情景下2030年太湖流域各省区的初始水量权配置区间量测算结果表明:在任意情景下,江苏省的初始水量权最大,其次是浙江省和上海市,安徽省最少,配置结果在考虑公平的基础上充分尊重省区的差异性;江苏省的初始水量权配置区间量随着用水效率控制强度的增强而减少,浙江省和上海市的配置区间量无明显增减变化趋势,安徽省的配置区间量随着用水效率控制强度的增强而增加,且增加趋势明显。配置结果可有效促进各省区尤其是欠发达省区提高用水效率,有利于推进最严格水资源管理制度的落实。同时,分情景以区间数的形式给出配置结果,可为水量权配置决策提供更为准确的决策空间。     

基于综合集成研讨厅的流域初始水权分配群决策研究

针对传统的流域初始水权分配中存在的问题,提出将初始水权分配中的各利益相关群体引入到分配决策中来,以多利益相关主体参与的群体决策替代传统的水资源配置中单纯地"技术经济寻优",有利于减少初始水权分配中的矛盾和冲突.借鉴钱学森提出的解决复杂性巨系统问题的综合集成理论,构建了流域初始水权分配群决策的平台--流域初始水权分配综合集成研讨厅,并在此基础上讨论了初始水权分配群决策的有关模型.实例分析的结果表明,本文提出的理论是可行的,并且有利于提高多利益主体对初始水权分配的综合满意度.     

用水效率多情景约束下省区初始水量权差别化配置研究

面向最严格水资源管理制度的新要求,利用情景分析法刻画用水效率控制约束情景,分情景研究用水总量控制下的省区初始水量权差别化配置问题。从公平性的角度出发,在全面认知省区现实经济活动量差异、资源禀赋差异和未来发展需求差异,识别影响用水效率控制约束强弱的关键情景指标的基础上,设计省区初始水量权差别化配置指标体系,以区间数描述不确定信息,设置及描述用水效率控制约束情景WECS1、WECS2和WECS3,构建动态区间投影寻踪配置模型,利用实数编码加速遗传算法进行求解,计算获得不同用水效率控制约束情景下各省区的初始水量权。不同情景下2030年太湖流域各省区的初始水量权配置区间量测算结果表明:在任意情景下,江苏省的初始水量权最大,其次是浙江省和上海市,安徽省最少,配置结果在考虑公平的基础上充分尊重省区的差异性;江苏省的初始水量权配置区间量随着用水效率控制强度的增强而减少,浙江省和上海市的配置区间量无明显增减变化趋势,安徽省的配置区间量随着用水效率控制强度的增强而增加,且增加趋势明显。配置结果可有效促进各省区尤其是欠发达省区提高用水效率,有利于推进最严格水资源管理制度的落实。同时,分情景以区间数的形式给出配置结果,可为水量权配置决策提供更为准确的决策空间。     

流域生态用水分配的协调性评价研究

流域生态用水分配的合理性来源于生态需水的自身满意度和流域子系统生态用水的协调性，因而评价流域生态用水分配的协调性非常必要。本文应用整体分析法，基于最大概率乘积定理和“木桶法则”，构造了流域生态用水分配系统的协调性评价模型，分析了各子系统生态用水分配的合理度，完善了流域生态用水分配合理性的评价内容和方法。以黄淮海流域为例，得到黄淮海流域生态用水分配协调度分别为O．9307．0．9603．0．8099．均小于协调度为0．996的一般标准，故其协调度都比较低，而流域之间的差异源于子系统生态需水自身满意度的差异程度不同。考虑这种用水协调性。流域生态用水系统的合理性程度在生态需水自身满意度的基础上各有不同程度的降低。利用该模型还可以对未来生态用水分配合理性进行评价．获得最佳分配方案，以获得最大的生态经济效益。     

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。     

水权交易制度绩效分析

水资源的稀缺性赋予水资源可交易的商品属性。水资源时空分布的差异性、供求的不均衡性和水权主体边际资源回报率的差异。是水权交易制度存在的前提和基础。由于政府信息的不完全和不对称，传统的行政计划配水制度不能实现资源配置的高效率目标，因此借助市场机制实现水资源配置效率的帕累托最优是可行的选择。本文基于水资源的初始分配不能实现资源有效配置的假设。从理论上揭示了水权的可交易程度是限制水资源配置效率的主要因素之一，并结合优先权制度向可交易水权制度的转换，阐述了水权交易制度能够实现水资源配置高效率的目的。运用收益一成本分析法，说明了东阳-义乌水权交易实践的绩效所在。在此基础上。指明了水权交易制度能够实现交易双方利益最大化目标和政府水资源管理的目的，达到水资源配置“三赢”的结果。     

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     

美国的水权体系:原则、调适及中国借鉴

水权是现代水治理体系中的关键环节;合理的水权制度有助于水资源的优化配置。我国旧有的水资源管理模式中水权不明晰、水权制度尚未建立健全,因而无法适应市场经济发展和水资源高效可持续利用的需要。美国的水权制度与其发达的市场经济相适应,其经验可资借鉴。美国的水资源治理实践表明,建立在市场经济基础之上、以法律和制度为保障的水权制度,对于水资源的高效配置和可持续利用具有积极的促进作用。对水资源财产权的明晰界定是美国水权制度的基石;水权的取得及其权责范围均有明确的法律规定并受法律保护。在保护私有水权的同时,美国水权制度兼顾联邦和地方利益,同时避免外部性产生。各州对水权的确权和管理因各自人文和自然状况的差异而异,但对水资源"合理有益的使用"是各州共有的理念。美国的水治理理念正从偏重水资源的经济价值转向日渐重视水的环境及人文价值。社会公平、效率的增进、交易成本的降低是美国水权制度演进的内在动力。经历了漫长的历史演化,美国的水权管理体系已日臻成熟,但依旧存在不同层面的水权冲突,因此仍然在实践中不断修正调适。我国应学习借鉴美国水治理的有益经验,并积极探索美国经验的中国转化。本文对美国现行水权体系中水权的取得、水权的范围以及水权的变更与中止进行了系统总结,并在此基础上对中国的水权制度建设提出构想,包括:以立法确立和保障水权、建立市场导向的水价形成机制、运用水价杠杆实施有效的水资源需求管理、培育水权交易市场、构建区域性水权管理规范等。     

The Mixed Mechanism in the Management of Water Resources in China

1 INTRODUCTION As an irreplaceable resource for the subsistence and development of mankind, water is essential to sustainable economic and social development. As a resource-poor and the biggest developing country in the world, China is facing the challenge from water resources.2 THE MAIN PROBLEMS OF CHINA'S WATER RESOURCES In China, the problems of water resources involve four aspects: drought and water shortage, serious threats of flooding, water pollution, soil erosion an…     

中国省际水-能源-粮食耦合协调度及影响因素研究

我国水资源、能源、粮食消费量均居世界首位,如何保证水资源-能源-粮食之间的协调发展成为我国实现可持续发展急需解决的关键问题。基于耦合协调度模型测算2003—2015年我国省际水-能源-粮食耦合协调度,并结合ESDA方法和空间计量模型探讨水-能源-粮食耦合协调度的空间相关性及影响因素。结果表明:①我国省际水-能源-粮食子系统及综合评价指数水平较低,呈现上升态势,其空间分布格局与我国水-能源-粮食资源禀赋分布格局相一致。②我国省际水-能源-粮食耦合度已处于高水平,但我国省际水-能源-粮食耦合协调度水平较低,呈现出稳定上升态势,存在较大的提升空间;我国省际水-能源-粮食耦合协调度具有显著的空间分异规律,各地区空间差异性明显,呈现出东北>中部>东部>西部的空间分布格局。③我国省际水-能源-粮食耦合协调度呈正向空间自相关性,集聚状态明显,但分布格局不够稳定,易发生变动。④我国省际水-能源-粮食耦合协调度的影响因素主要有经济发展水平、经济集聚、技术进步、教育、人口和农林支出。因此,国家应针对水、能源、粮食的协调发展进行顶层设计,统筹考虑水、能源、粮食与产业布局及行业外部影响的关系。通过技术进步来提升水、能源、粮食的利用效率,保证协调发展的质量。各省市则应结合自身实际情况,制定有针对性的措施,弥补短板,促进其水-能源-粮食的协调发展。     

流域水资源管理中政府角色与各国经验借鉴

以流域为单元进行水资源综合管理已经成为学术界和各国政府的共识，我国流域水资源管理面临的严峻形势，要求尽快建立行之有效的管理体系。首先归纳了流域水资源管理的四大目标，探讨政府在其中的角色，即水安全保障需政府主导、高效配置需政府协调、公平分配需制度保障、可持续利用需政府调控；然后通过比较各国实践，总结了适用于我国的经验：（1）完善立法是推动流域水资源管理的核心步骤；（2）建立利益主体间的协调机制是提高管理效率的关键前提；（3）灵活的水价政策是平衡公平与效率的重要手段；（4）促进公众参与能提高管理有效性，也是未来发展的重要趋势。最后从这4个方面提出了完善我国流域水资源管理体系的具体建议