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。     

基于模糊联盟合作博弈的流域水资源优化配置研究

水资源短缺是我国面临的十分重要的资源问题,随着人口的不断增长,对水资源的需求也逐渐增加。水资源短缺已成为经济发展和社会和谐的一个主要瓶颈,如何将一个流域有限的水资源合理地分配给流域内不同的行政区域、区域内不同的产业是水资源规划与管理领域学术研究的核心内容。流域是一个自然形成的空间范围,往往涉及多个不同的行政区域,流域水资源分配牵涉到流域内不同利益主体,公平有效地进行流域水资源配置以达到水资源的可持续利用已经成为流域经济发展和社会稳定的重要因素。本文采用流域水资源分配的二次配置模型,在流域水资源初次分配当中考虑公平,建立基于用水主体需求的水资源分配优化模型,使得各主体需水量和分配水量的离差平方和最小,并得到初始水资源分配结果;在流域水资源二次分配当中考虑效率,建立流域水资源二次分配的模糊联盟合作博弈模型以最大化流域整体收益,并将由合作带来的流域整体收益的增加部分采用模糊夏普利值的方法分配给参与模糊联盟的各个用水主体,同时流域水资源得到有效再分配。最后,将上述流域水资源二次分配模型运用到一个算例当中,验证了模型本身的有效性和适应性。模糊联盟合作博弈模型对于促进流域水资源规划与管理具有借鉴意义。     

基于变权重和信息熵的区域水资源安全投影寻踪评价模型

区域水资源安全评价是气候变化下区域水安全管理的一项重要调控措施。为合理确定各评价指标的权重,提出了把权重结构分解为评价指标的单样本权重和样本集权重的新观点,建立了用基于加速遗传算法的模糊层次分析法和最小相对信息熵原理确定单样本权重、用基于加速遗传算法的投影寻踪模型和最大信息熵原理确定样本集权重的新模型--基于变权重和信息熵的投影寻踪评价模型（CWE PP）。将CWE PP模型应用于全国水资源安全背景下的巢湖流域水资源安全评价,结果表明：巢湖流域水资源安全状况整体上介于重度缺水与中度缺水之间,偏向重度缺水,略低于安徽省水资源安全状况。用CWE PP进行区域水资源安全评价,物理概念明确,计算结果合理,方法通用,在资源与环境综合评价中具有一定的推广应用价值。     

基于Shapley值法的水资源跨区转移利益分配方法研究

水资源跨区转移是优化水资源利用的有效方式。水资源跨区转移带来利用收益如何在不同区域各个参与主体之间进行分配,关系到水资源转移利益的公平共享和水资源的可持续利用。在水资源跨区转移利用中,科学合理地对水资源转移带来的利益进行分配,解决区域间各参与主体之间的利益矛盾,具有重要的现实意义和理论意义。本文采用合作博弈的分析思路,基于Shapley值法构建了一个在各参与方在合作情形下的水资源跨区转移利用利益分配方法,来研究各个利益主体之间应当如何合作对水资源转移利用利益进行分配,并量化各个利益主体参与水资源转移合作应当得到的利益分配及相应的利益补偿。然后,本文利用基于Shapley值法的水资源跨区转移利益分配方法,通过对浙江省诸暨市水资源跨区转移利益分配的实例应用,实证量化了水资源转移中各方在合作博弈下的利益分配和利益补偿结果,验证了该分配方法的可行性和有效性。同时,实例分析表明当前的水资源转移用水利益补偿额度不足,忽视了水资源输出地区的利益。而基于Shapley值法的水资源跨区转移利益分配方法充分考虑了各个参与主体的贡献度,能够使得各方更为科学公平地分享水资源跨区转移所带来的合作收益,并进行合理有针对性的利益补偿。这表明,当前跨区水资源转移利益分配与补偿不仅要考虑协调好区域之间利益关系,还要协调处理好各区域用水主体之间用水利益关系。同时,要尽快建立并完善科学合理的区域间用水利益分享机制,保证各方公平合理地分享水资源转移带来的利益,提高各方参与的积极性,保障水资源转移协调利用的有效可持续进行。     

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。     

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。     

新疆焉耆盆地水资源承载力研究

随着人口的增加和经济的发展,西北干旱地区水资源承载能力和区域的社会需求之间的矛盾越来越突出,缺水、水污染以及生态环境破坏已成为制约当地水资源可持续利用和经济可持续发展的主要限制因素。本文应用多目标决策分析方法研究了新疆焉耆盆地的水资源承载能力问题,通过对系统内在作用机制的分析,综合考虑水资源与社会经济发展、生态环境以及其它资源之间的关系,确定出系统的目标、主要决策变量及它们之间的函数关系,建立了区域水资源承载力多目标决策模型并对其进行了求解,预测了研究区未来规划水平年水资源承载力的各项指标,为合理分配该区域的农业用水、工业用水、生活用水以及生态用水量提供参考;为实现该区域生态环境保护和水资源可持续利用提供科学依据。     

流域初始水权分配的主从递阶双层优化方法

依托“流域-地区-行业”层次的初始水权分配模式,“流域-地区”层次影响制约“地区-行业”层次的初始水权分配,“流域-地区”和“地区-行业”层次的初始水权分配共同影响流域综合效益。现有研究主要聚焦“流域-地区”或“地区-行业”层次的初始水权分配,但将两个层次集成进行初始水权分配仍有待深化研究。为此,构建主从递阶双层优化方法,开展流域初始水权分配研究。具体可表述为：(1)针对“流域-地区”层次,建立流域综合效益优化函数与约束条件。构造适应性诊断准则和空间均衡性诊断准则,嵌入流域综合效益优化函数中,提高地区之间初始水权分配与经济社会发展的适应性、流域分水的空间均衡性。(2)针对“地区-行业”层次,建立地区综合效益优化的非线性目标规划模型,保障行业发展用水需求。并构造匹配性诊断准则嵌入非线性目标规划模型中,提高地区不同行业初始水权分配与行业发展的匹配性。(3)集成“流域-地区”和“地区-行业”层次,应用主从递阶双层优化方法,开展黄河流域初始水权分配实践探索。研究得出：通过黄河流域初始水权分配方案设计,得到黄河流域涉及省区水权分配比例与其经济社会发展综合指标加权值比例的比值,其中,内蒙古-陕西、...     

塔里木河流域水管理机制的设计

本文首先分析了日趋恶化的塔里木河流域水资源利用状况,认为落后的水资源管理模式直接导致了目前水资源在上、中游过量消耗和浪费,致使下游面临严重缺水及生态危机;然后从产权分配的角度对塔里木河流域的水资源管理机制进行了分析,对建立流域水资源“激励相容”的管理机制进行了初步探讨。     

武汉市水资源可持续利用评价

水作为人类所需要的不可替代的一种自然资源,是社会经济持续发展的重要支撑之一。解决武汉市的水问题,直接关系到武汉市人民群众的生活,关系到社会的稳定,关系到城市的可持续发展。采用定量方法——层次分析法和综合指数法对武汉市水资源进行评价,找出近几年来武汉市水资源持续利用的趋势,为武汉市水资源的可持续利用提供可靠的依据。具体步骤是：首先采用层次分析法确定武汉市水资源可持续利用评价指标体系;其次,对武汉市各年代水资源评价指标分别赋值、确定权重;其三,按照加权相加的方法（即综合指数法）评定出武汉市各年代水资源利用得分;最后根据各年代分值的大小进行对比分析,得出武汉市水资源利用变化趋势。     

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.     

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。     

生态工业园区水资源梯级利用的博弈分析

水资源是生态工业园区中最重要的资源之一,模拟自然生态系统,园区中的水资源用户也可根据功能的不同分为生产者、消费者和分解者.由于供给量的限制和国家的排污政策逐渐趋紧,生态工业园区中水资源数量和质量的分配存在利益冲突的问题,矛盾日渐凸现.本文试图运用博弈论的方法,构建一个水资源管理的梯级利用模式,探讨生态工业园区内水质要求不同的企业间如何实现水资源的合理分配,使之既符合企业的需要,又符合整个园区的供给限制,同时对环境的损害最小.之后从微观经济学的角度对各利益主体参与水资源梯级利用的动因和积极性进行了经济学上的分析,得出生态工业园区中水资源梯级利用体系能否达成“物尽其用、废物最小化”的目标,取决于不同利益者的博弈结果.水资源价格和排污收费价格的提高,可以减少新鲜水资源的购买量和最终的排污量,有利于促进园区内企业间的水资源梯级利用；而梯级利用的过程,也是各级消费者之间的一场博弈,博弈结果将决定再生水资源的售出价格.     

用水总量控制下行业配水权重不完全信息动态博弈

流域水量的合理分配是实现流域水资源可持续利用的基础和前提,而行业配水权重是流域水资源分配的关键问题之一。博弈论借助于严谨的数学模型研究对策行为中利益冲突各方是否存在着最合理的行动方案,是找寻最合理行动方案的有效工具。基于不完全信息动态博弈理论,以广东省东江流域为例,研究了流域行业配水权重博弈过程及其最优解确定途径,并将基于用水总量控制的激励与惩罚机制引入至构建的行业配水权重博弈模型,以提高配水方案的可操作性。结果表明:(1)行业配水权重满足子博弈精炼Nash均衡目标的一阶条件可由水资源可利用量、河道内生态需水量、各行业需水量及其用水效益指标综合决定。(2)采用逆向归纳法求解东江流域初始行业配水权重博弈模型,2020年流域生活、工业、农业及和河道外生态环境配水权重系数分别为0.72、0.71、0.69和0.46,特枯来水年各行业相应配水量分别为20.2亿m~3、28.57亿m~3、33.61亿m~3和2.05亿m~3。配水结果较为客观合理,体现了行业用水的优先顺序。(3)用水总量控制指标下,明确配水的激励与惩罚额度是行业配水博弈的关键;通过用水的激励与惩罚机制,迫使各行业用水量在流域用水总量控制指标范围内重复博弈,增强行业节水积极性,提高用水效率,最终逐步实现各行业用水的个体理性和全流域水资源开发利用的集体理性相统一。研究结果有利于保障最严格水资源管理制度的有效实施,为变化环境下流域行业水量分配提供科学的决策依据。     

南通市沿海开发水资源保障能力评价研究

以工程保障、社会经济保障、环境保障和效率保障作为南通市沿海开发水资源保障能力评价的准则层,以缺水率、有效灌溉面积率、单位GDP用水等12个指标作为指标层构建了南通市沿海开发水资源保障能力综合评价指标体系。采用层次分析法和专家评分法确定指标权重,通过加权平均确定综合评价值。评价结果为：南通市现状综合保障能力中等,未来在充分节水、保护环境、提高用水效率的前提下,水资源保障能力将有所提高。从分类保障情况看,全市工程保障能力最好而环境保障能力最差;从各行政区的保障能力看,如皋市综合保障能力最好,而海安和如东两县综合保障能力最差。最后对如何提高各地区水资源综合保障能力作了讨论     

基于综合指数法的鄱阳湖流域水资源安全评价研究

从“状态 压力 响应”指标系统框架出发,建立了鄱阳湖流域水资源安全评价指标体系。采用综合指数法,构建变异系数对指标权重进行客观赋值,对鄱阳湖水资源安全进行评价。结果表明：河网密度和农业生产化肥农药施用量等指标对鄱阳湖水资源安全有较大影响。在2000～2010年鄱阳湖流域水资源安全经历了由一般状态（状态Ⅲ）到良好状态（状态Ⅳ）,再到一般状态（状态Ⅲ）,最后发展为较差状态（状态Ⅱ）的过程。从警源上分析发现,这种变化主要由区域经济不断增长,人口压力增大,工农业生产生活用水增加,化肥农药施用量增加所致。从总体趋势上看,鄱阳湖流域水资源安全状态呈现恶化的趋势,虽然近年环保意识逐渐增强,在环保投资方面有所增加,并且提高了污水处理率,加强了工业废水排放管理,但还是难以承受经济社会发展的压力,使得水资源安全暴露出逐渐恶化的趋势,最后定量地分析了水资源安全状态变化原因,并针对水资源保护提出了具体保护措施,给出经济发展的用水约束条件以保障鄱阳湖流域水资源安全。对水资源安全做出合理定量的评价,可为鄱阳湖流域水资源合理开发和可持续利用提供科学依据     

合作视角下的跨境水资源两级分配模式

跨境水资源是淡水资源的重要组成部分，随着世界人口和经济的快速发展，各国对水资源需求增加，气候变化使水资源变化情势具有不确定性，更是加剧了各国对水资源安全保障的诉求。公平合理的跨境水资源分配对于缓解各流域国用水冲突、实现跨境水资源可持续利用具有重要意义。为提高跨境水资源分配的公平合理性和水资源利用效率，基于合作视角，该研究提出一个“初始分配以明晰所有权+优化再分配以实现高效利用”的跨境水资源两级分配模式。首先基于协商谈判视角，运用讨价还价博弈模型的方法理念，引入流域国间协商谈判机制，以实现跨境水资源在流域国间的公平合理初始分配。然后基于利益共享理念，构建具有模糊支付的跨境水资源合作博弈模型和要素双重模糊的跨境水资源合作博弈模型，探讨不同模糊情景下的跨境水资源优化再分配问题。并以澜沧江-湄公河流域为例进行实证分析，研究表明：(1)基于协商谈判寻求跨境水权分配最优解，可以有效提高分配方案的可接受性。(2)初始分配是流域国开发利用跨境水资源的基础，有利于明晰初始水权，但也存在难以长时间适应流域环境变化和各流域国用水需求变化的缺陷。(3)合作开发情景下的系统收益比非合作情景下的系统收益更高，且当...     

基于主成分分析的江苏省水资源承载力研究

随着水资源短缺和水污染问题的加剧,水资源供需矛盾日益突出,水资源承载力已成为衡量区域可持续发展的一项重要指标。以江苏省水资源承载力为研究对象,运用主成分分析法对江苏省的水资源承载力从时间和空间两个角度进行综合评价。研究表明：影响水资源承载力的因子主要包括经济发展因子、人口因子和水资源自然状况因子;2000~2009年,江苏省的水资源承载力整体上呈现出稳步递增的趋势;从空间上来看,江苏省内的水资源承载力存在明显的地区差异,苏南的水资源承载力最大,苏中次之,苏北最小,这主要是受到地区经济发展不平衡和水资源条件的影响。为了保证社会经济的可持续发展,必须合理、高效地利用水资源,充分发挥水资源的承载潜力     

小清河水资源综合利用现状和对策分析

本文概述了小清河的水资源条件及航运、农业、养殖等综合利用水资源所取得的成效和存在的问题。对继续挖掘小清河水资源潜力提出了初步设想。本文提出了在综合开发利用水资源上,应建立综合机构和保护性法规的建议。并对“南水北调”开发小清河新水源进行了初步探讨。     

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。