流域复合系统可持续发展的评价研究

本文以水文循环的基本单元“流域”为研究空间,以流域中人和自然构成的复合系统为研究对象,建立了流域复合系统可持续发展的评价指标体系及指标体系的基本结构,并对 江上中持续发展进行了定量评价 。     

共生视角下中国区域“水-能源-粮食”复合系统适配性评估

水资源、能源和粮食是人类生存发展的基础资源,三者之间的交互关系被称为“水-能源-粮食”纽带。中国水资源、能源和粮食(耕地)资源时空分布不匹配,影响资源流动效率。随着资源供需矛盾加剧,资源管理方式亟需从“单资源”规划向“多资源”协同转变,因此,开展“水-能源-粮食”复合系统适配性评估对推动多资源协同管理具有重要意义。本文引入共生理论,构建“水-能源-粮食”系统共生架构,提出区域“水-能源-粮食”系统适配概念,将“水-能源-粮食”系统适配性分解为稳定性、协调性和可持续性,基于压力-状态-影响-响应(PSIR)模型构建适配性评估指标体系,对2000—2016年我国区域“水-能源-粮食”系统适配性进行综合评估。研究表明:①可持续性对“水-能源-粮食”复合系统适配性影响最大,协调性是适配性提升的短板,稳定性是适配性的重要基础。②我国“水-能源-粮食”复合系统的整体适配性、协调性、可持续性水平呈上升趋势,增长速度先快后慢,稳定性指数小幅波动,趋于平稳。③我国“水-能源-粮食”复合系统适配性时空分异特征明显,东北、东部地区的适配性水平相对较高,主要呈上升趋势;中部、西部地区的适配性水平相对较低,主要呈下降趋势。根据评估结果,提出以下建议:①加强水资源、能源、农业、土地等多部门协同,增加科技、水利、能源等方面投资力度,协调水-能源、水-粮食和能源-粮食关系,提高水资源、能源和粮食系统之间转化效率。②引导自然资源从富集区域向匮乏区域流动,引导高端产业、先进技术和投资等社会资源从发达地区向自然资源富集区域转移,缓解资源匮乏区供需矛盾,提高资源附加值,促进区域协同发展。     

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。     

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。     

湖域工业初始排污权合作配置体系构建——以太湖流域为例

针对湖泊流域工业初始排污权配置问题,在分析太湖流域工业初始排污权配置背景基础上,结合我国基本国情,从多利益相关者合作的角度出发,构建了一种政策型政府主体监管、经营型政府主体主导、多利益相关者参与的太湖流域工业初始排污权政府限额定价合作配置体系。并构建了合作配置体系的概念结构,以及合作配置路径结构,给出实现合作配置路径结构的工作流程结构。进而针对实际情况,提出保障太湖流域工业初始排污权合作配置体系应用的政策建议     

两次订购机会下南水北调东线供应链优化

论文研究了准市场条件下南水北调东线供应链两次订购优化决策问题,在降水服从随机分布条件下,分别建立了需求与降水无关、需求与降水相关两种情形下的供应链报童优化模型,并分别考虑了一次订购机会和两次订购机会情形,最后进行了算例分析.研究表明:提高降水利用率,有助于减少系统抽水量,节约能源和水资源.两次订购机会的存在使得外地分销商初次订购的水资源量小于只有一次订购机会情形.两次订购机会情形下,二次订购批发价越高,则外地分销商初次订购的水资源量越大.     

技术进步与效率追赶对农业用水效率的空间效应研究

本文基于2007—2015年中国省际面板数据,运用全局DEA方法测算了全要素农业用水效率,并利用Global-Malmquist指数法分解得到各省技术进步指数和效率追赶指数;分别在地理邻接、地理距离和地理经济距离嵌套三种空间权重矩阵下运用空间面板Durbin模型估计技术进步、效率追赶对农业用水效率的空间效应。研究发现:技术进步和效率追赶均对本省农业用水效率有显著的提升作用,且前者对提升农业用水效率的促进作用更大;技术创新的外部性使得其他地区的技术进步对本省农业用水效率存在显著的正向空间溢出效应,而且溢出效应并不仅仅发生在邻接省份之间,地理因素对于溢出效应发挥的作用要比经济因素的作用大;其他地区的效率追赶行为对本省农业用水效率的空间溢出效应并不显著。区域层面的实证结果表明:在东部地区,其他省份的技术进步对本省的空间溢出效应显著为正,而效率追赶引发的竞争冲击则会对本省农业用水效率产生显著为负的空间溢出效应;在中部地区,技术进步在地理距离邻近的溢出模式下能产生显著为正的空间效应,其他省份的效率追赶行为对农业用水效率的空间溢出效应则不显著;在西部地区,在邻近地区间经济发展水平相似的情况下,其他省份技术进步会对本省农业用水效率产生显著的正向空间溢出效应,效率追赶的间接效应则不显著。这意味着,要想全面、长期地提高农业用水效率,应加强农业生产、农业节水的科技支撑,加大节水灌溉等农田水利设施的投入;推进地区之间农业技术交流和农业生产的相互协作;在农业技术交流和生产协作过程中,应采取因地制宜、多样化的交流和协作模式,充分优化技术的扩散途径;邻近地区应适当差异化发展,避免过度竞争带来的效率损失。     

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。     

燃煤电厂氮氧化物产生浓度影响因素的敏感性和相关性研究

燃煤电厂氮氧化物产生浓度监测是计算排放浓度的基础,要实现氮氧化物排放浓度的控制,研究其产生浓度的影响因素很重要.因此,本文选取了187组燃煤电厂的现场实测及历史实测氮氧化物数据,装机规模覆盖12～1000MW,通过敏感性分析和偏相关分析,对不同类型燃煤机组氮氧化物产生浓度的各主要影响因素进行定量分析.敏感性分析发现,采用低氮燃烧技术的发电锅炉中,影响氮氧化物产生浓度的因素依次为机组规模、空气过剩系数、机组负荷率、煤中挥发分、煤中含氮量;未采用低氮燃烧技术的发电锅炉中,影响氮氧化物产生浓度的因素依次为煤中挥发分、空气过剩系数、机组规模、机组负荷率、煤中含氮量.通过偏相关分析发现,对于采用低氮燃烧技术的发电锅炉,在置信水平为99%的情况下,氮氧化物产生浓度与机组规模呈负相关关系,偏相关系数为-0.412;与空气过剩系数呈正相关关系,偏相关系数为0.265;与煤中挥发分呈负相关关系,偏相关系数为-0.355;与机组负荷率呈正相关关系,偏相关系数为0.245;与煤中含氮量的相关性不显著.对于未采用低氮燃烧技术的发电锅炉,在置信水平为99%的情况下,氮氧化物产生浓度与机组规模呈正相关关系,偏相关系数为0.345;与空气过剩系数呈正相关关系,偏相关系数为0.325;与煤中挥发分呈负相关关系,偏相关系数为-0.543;与机组负荷率及煤中含氮量的相关性不显著.     

协同考虑电力耗煤与排放促进中国能源结构调整——从中美电力耗煤及二氧化硫排放看中国煤炭消费结构

美国的能源结构、电力结构与中国具有较强的可比性,本文从中、美煤炭消费、电煤消费以及二氧化硫排放着手,对其进行系统比较分析,提出优化电力行业煤炭消费及二氧化硫排放评价体系,在电力行业煤炭消费评价体系中引入新概念,通过电力实现煤炭合理消费的建议。