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     

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。     

三重属性的承载力约束下中国水资源利用效率动态演进特征分析

基于水资源"资源禀赋-社会经济-生态环境"三重属性约束建立承载力测算模型,创新性地将水资源承载力作为投入要素,构建SFA效率测算模型,运用2003～2017年中国31个省份面板数据,应用Kernel密度估计和Markov链对水资源使用效率的动态演进特征进行分析.结果表明:①中国大部分省份水资源承载力在稳步提升,西北、华北、东北和华中地区呈较低水平,西南、华南等地区呈较高水平;②中国所有省份水资源利用效率均保持稳定增长,西部地区比中、东部地区增长幅度更大,整体呈现东高西低,南高北低的空间态势;③中国水资源利用效率动态演进存在多极化和趋同化现象,部分省份存在梯度效应,同时具有俱乐部收敛特征,流动性差,马太效应凸显.为实现水资源、社会和环境的协调耦合,降低区域间资源使用效率差异,提升水资源利用效率,提出需要充分考虑水资源承载力,统筹全国及区域水资源供需协调发展战略,构建水权交易市场等建议.     

引入资源价值补偿机制的资源税改革研究

资源是社会经济发展的基础,也是社会可持续发展的动力和保证,随着我国经济的快速发展,资源短缺现象日益突出,资源补偿不足的问题也日益凸显.国内外研究证明,资源补偿和资源税改革息息相关,资源价值补偿作为一种有效的资源补偿方式,具有很好的适用性和可操作性,是政府调控资源生产、消费和恢复的有效手段之一.长期以来,我国的资源税改革一直受到关注焦点,但学者门多关注于如何提高税率,扩大税基,而忽视了资源税改革中的资源补偿问题.本文首先回顾了相关研究成果,在此基础上借鉴国外经验,在资源税改革中引入资源价值补偿机制,并构建资源环境CGE模型(即RECGE模型),从资源价值补偿对社会经济、资源环境以及社会福利等方面进行模拟分析,研究资源价值补偿的影响.研究表明:资源价值补偿能有效缓解资源压力,改善环境状况,而合理而有效的资源补偿能有效协调经济和资源环境系统,促进社会经济的可持续发展.     

基于共同前沿SBM模型的农业用水效率测度及改善潜力

为了实现农业水资源可持续利用和保障国家粮食安全,地区必须提高农业用水效率。基于共同前沿下的非期望产出SBM模型,对中国31个省市1998~2015年农业用水效率进行了测算,在综合考虑各地农业资源承载力、环境容量、生态类型和发展基础等因素的基础上,将中国各地区进行分组,分别考虑了各组区域下农业用水效率的差异性、变动趋势以及改善潜力。结果表明：共同前沿下,各组农业用水效率值从高到低排列依次为保护发展区、优先发展区和适度发展区,其多年均值分别为0.623,0.568和0.432。这表明,如果采用潜在的最优生产技术,三大区域将分别平均有37.7%、43.2%和56.8%的效率提升空间,改善潜力巨大。管理无效和技术无效是导致地区农业用水效率损失的两大来源,优先发展区效率损失主要是由管理无效造成,完善管理制度和提高管理运营水平是促进农业用水效率改善的重要策略,保护发展区和适度发展区效率损失的原因则具有多样性,管理无效和技术无效二者皆有,因此需要结合技术和管理双角度来设计效率改善策略。     

非对称性视角下跨境水资源冲突与合作的鹰鸽博弈模型北大核心CSCDCSSCI

随着经济社会快速发展,全球用水量不断增加,加上气候变暖、水质恶化等问题,使跨境水资源逐渐成为各流域国争夺的稀缺资源。各流域国在跨境水资源开发利用中,冲突与合作频繁出现,充满着复杂性与不确定性。为探析各流域国策略选择的规律,促进跨境流域水资源合作,基于非对称性演化博弈模型,探讨跨境水资源各流域国的博弈策略动态演化过程。首先从地理位置差异、现状用水及需求差异、水资源开发利用能力差异三个角度出发,衡量流域国开发利用跨境水资源的实力值,以此界定流域国之间的非对称性,并基于非对称性“鹰鸽博弈”模型,探析各流域国策略选择的规律,分析非对称因子、冲突的单位成本收益对跨境流域系统稳定于合作状态概率的影响。然后考虑了跨境流域水资源合作中存在的额外收益,并将合作额外收益嵌入到非对称“鹰鸽博弈”模型中,探讨不同情景下,流域国合作额外收益对跨境水资源系统演化的影响。最后以印孟恒河水资源冲突为例进行分析,以理论与现实相结合的方式,探讨印孟水资源冲突难以得到永久解决的原因。研究表明:非对称性因子、冲突的单位成本收益和合作的额外收益都是影响流域国合作行为演化的重要因素,其中流域国非对称因子越大,冲突的单位成本收益越小,越有利于跨境水资源流域国合作行为的演化;合作的额外收益是流域国之间开展合作的重要动力。基于非对称性“鹰鸽博弈”模型对流域国合作演化规律进行探讨,以推动流域国开展合作,减少冲突,也为进一步解决全球跨境水资源的开发利用等问题提供参考。     

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。     

水源地突发水污染公共安全事件应急预留水量需求估测

社会经济发展过程中各种紧急情况下的水资源非常规需求不可避免,要求配置适当的应急预留水量。应急预留水量需求估测是其优化配置的前提和基础。针对应急预留水量需求的特点,提出了基于风险分析的案例推理技术与定额法相结合的应急预留水量需求估测方法:根据故障树法分析水源地突发水污染公共安全事件爆发的18条风险路径,以此作为案例推理特征属性,得出当前水源地突发水污染可能导致的供水中断时间,结合定额标准估测应急预留水量需求量。最后,以辽宁省大伙房水源地为案例说明应急预留水量估测方法的应用过程。该方法可以为今后应急预留水量的配置、储备等提供依据和模型支持。     

近远程耦合视角下黄河流域产业虚拟水流动与水资源短缺风险传递

为缓解水资源短缺这一黄河流域最大的矛盾,基于虚拟水维度评估其水资源流动及其影响具有重要意义。运用多区域投入产出模型、结构路径分析方法和风险传递模型,从多尺度近远程耦合视角分析黄河流域虚拟水流动和水资源短缺风险传递。结果表明：在区域层面,由黄河流域外部净调入虚拟水可以显著降低流域内部水资源短缺风险。在省际层面,内蒙古、河南在流域内部发挥了较大的虚拟水支撑作用,以四川、内蒙古为源头的省际虚拟水流动能有效缓解流域水资源短缺风险;在部门层面,经由农业部门流向工业、服务业部门,以及能源、原材料部门流向建筑业部门的虚拟水占流域产业虚拟水流动路径的比例较大,且水资源短缺风险传递价值较高。     

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。