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基于區(qū)間投影尋蹤的流域城市層初始水權(quán)配置方法研究

2023-04-29 09:52:14楊慧文馮天易季張含昱
環(huán)境科學(xué)與管理 2023年2期
關(guān)鍵詞:優(yōu)化配置太湖流域

楊慧文 馮天易 季張含昱

摘要:面向嚴(yán)控用水總量強(qiáng)度的要求,已有水權(quán)配置研究較少考慮不確定因素對(duì)配置指標(biāo)廈配置過程的影響,針對(duì)此問題,遵循“現(xiàn)狀-公平-效率-可持續(xù)”原則,設(shè)計(jì)差別化配置指標(biāo)體系,構(gòu)建基于區(qū)間投影尋蹤的流域城市層初始水權(quán)配置模型,以區(qū)間數(shù)表征配置結(jié)果,為初始水權(quán)配置提供更合理的決策范圍。以太湖流域?yàn)榘品治?,結(jié)果表明各城市規(guī)劃年水權(quán)配置結(jié)果相較于歷史年用水比例具有較強(qiáng)的異質(zhì)性,這說明配置過程既遵循現(xiàn)狀用水習(xí)慣和城市發(fā)展差異,又能體現(xiàn)公平性和可持續(xù)性。該研究可為初始水權(quán)高效配置提供決策支持。

關(guān)鍵詞:初始水權(quán);投影尋蹤;優(yōu)化配置;太湖流域

中圖分類號(hào):X522 文獻(xiàn)標(biāo)志碼.A

前言

“十四五”規(guī)劃提出,要建立水資源剛性約束制度,提高水資源集約安全利用水平。面向“十四五”規(guī)劃新要求,各地應(yīng)協(xié)調(diào)初始水權(quán)配置需求,加強(qiáng)水資源科學(xué)管理,強(qiáng)化用水總量和用水強(qiáng)度的“雙控行動(dòng)”,統(tǒng)籌水資源的合理開發(fā)與保護(hù),為經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的水資源保障。流域城市層初始水權(quán)配置是提高水資源集約安全利用水平的重要手段,對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和解決城市間水權(quán)矛盾具有重要意義。

目前,國內(nèi)外學(xué)者針對(duì)水權(quán)配置在配置對(duì)象、配置原則和配置結(jié)果等方面進(jìn)行了諸多研究。在配置對(duì)象上,Liu等以跨國河流沿岸國家為水權(quán)配置對(duì)象。Zhang等建立兩階段隨機(jī)規(guī)劃水權(quán)配置模型并應(yīng)用于太湖流域省區(qū)水權(quán)分配問題。Feng研究流域中不確定可用水量在農(nóng)業(yè)、生活、工業(yè)部門間的水權(quán)配置問題。在配置原則上,吳蓉等提出基于生態(tài)優(yōu)先原則的跨流域水資源優(yōu)化配置方案。Meng等在分析流域水質(zhì)、用水和部門需求的基礎(chǔ)上建立了改進(jìn)的非精確兩階段隨機(jī)規(guī)劃模型。在配置結(jié)果上,Dadmand等研究了水資源在農(nóng)業(yè)、社會(huì)和工業(yè)部門間的分配并獲得精確配置結(jié)果。閻爍以區(qū)間數(shù)給出了農(nóng)業(yè)水價(jià)方案。賈紹鳳等提出黃河流域水資源精確配置方案。

國內(nèi)外現(xiàn)有水資源配置方法是初始水權(quán)配置的良好探索,也在水權(quán)配置實(shí)踐中發(fā)揮著指導(dǎo)作用,但是在建立水資源剛性約束制度新要求下,尚存在不足:以流域視角下的城市作為初始水權(quán)配置對(duì)象的研究較少;考慮不確定因素對(duì)配置指標(biāo)及配置過程影響的研究尚不多見。因此針對(duì)現(xiàn)有研究的不足,在嚴(yán)控用水強(qiáng)度要求下,設(shè)計(jì)可以流域城市曾初始水權(quán)差別化配置指標(biāo)體系,構(gòu)建基于區(qū)間投影尋蹤的城市初始水權(quán)配置模型。最后,以太湖流域?yàn)槔归_實(shí)證分析,檢驗(yàn)?zāi)P偷挠行院瓦m用性。

1指標(biāo)體系設(shè)計(jì)

城市初始水權(quán)差別化配置體系是基于公平地確認(rèn)城市之間差異的差額分配。在借鑒國內(nèi)學(xué)者的配置原則的基礎(chǔ)上,合理設(shè)計(jì)流域城市層初始水權(quán)差別化配置原則和指標(biāo)體系見表1。

由于各城市歷史用水習(xí)慣、供水設(shè)施建設(shè)存在差異,在初始水權(quán)分配時(shí)尤要關(guān)注水權(quán)分配與城市用水現(xiàn)狀的適配性。研究選取現(xiàn)狀用水量(萬m3)、人均用水量(m3)、單位面積用水量(萬m3)作為表征城市用水習(xí)慣的指標(biāo);選取供水管網(wǎng)長度(km)作為表征城市供水設(shè)施建設(shè)的指標(biāo)。資源稟賦是地區(qū)水資源承載力的重要表現(xiàn),用水人口是地區(qū)初始水權(quán)配置的準(zhǔn)繩,二者可以作為公平性原則的表征因子。因此,選取多年平均供水量(萬m3)、用水人口(萬人)、區(qū)域面積(km2)這三個(gè)表征指標(biāo),以實(shí)現(xiàn)城市間的配水需求和促進(jìn)城市協(xié)調(diào)發(fā)展的目標(biāo)。由于城市間經(jīng)濟(jì)活動(dòng)差異大,而初始水權(quán)配置更多地是滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,所以選取萬元GDP用水量(m3)、規(guī)模以上萬元工業(yè)增加值用水量(m3)作為表征經(jīng)濟(jì)活動(dòng)差異的指標(biāo),將現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)量作為初始水權(quán)配置的影響因素,有利于落實(shí)用水強(qiáng)度控制要求,保證初始水權(quán)配置高效,調(diào)動(dòng)城市高質(zhì)量發(fā)展經(jīng)濟(jì)的積極性。由于初始水權(quán)配置須同時(shí)滿足人類基本用水需求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求才能提高城市對(duì)水權(quán)配置方案的整體滿意度,研究選取人均需水量(m3)、萬元GDP需水量(m3)作為表征城市可持續(xù)發(fā)展的指標(biāo)。

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