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、陕西-宁夏、宁夏-山西、山西-河南、河南-甘肃、甘肃-青海、青海-山东分别为0.84、1.45、0.84、1.08、1.19、1.77、1.02,满足适应性诊断准则。黄河流域初始水权分配的基尼系数为0.10,属于“空间均衡度很高”,满足空间均衡性诊断准则。黄河流域涉及省区不同行业的水权配置与行业发展的匹配度均超过0.90,属于“高度匹配”。同时,黄河流域经济、社会、生态效益优化函数对应的满意度分别达到0.946、0.943、1.000,黄河流域涉及省区的经济、社会、生态效益优化函数对应的满意度均超过0.90。结果表明,该方法能够有效破解流域初始水权分配难题。为保障流域初始水权分配方案的有效落实,必须强化水资源刚性约束和双控行动,提升流域水利科技创新能力,推进流域产业用水结构合理化与产业结构高级化。

基于模糊优选和TOPSIS法的流域初始水权分配模型

在综合考虑流域各地区社会、政治、经济和环境等多种因素的基础上,根据流域初始水权分配相关研究成果,提出了流域初始水权分配的指导思想和基本原则,建立了流域初始水权分配的指标体系,并利用模糊优选法计算指标相对优属度,通过TOPSIS法确定各地区水权分配比例及其分配量.算例分析结果表明,这一指标体系体现了初始水权分配的公平性和效率性,可以较好地反映国家对流域生态环境和流域可持续发展问题的重视程度.

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。

初始水权分配数学模型的建立及其应用

在综合考虑影响水资源优化配置的资源、经济、社会和环境等因素的基础上,遵循水权分配原则,建立水量分配指标体系,构建水权分配的层次结构图,应用模糊综合决策和层次分析法,进行多方案多层次的模糊优选,建立初始水权分配的数学模型,并对我国南水北调东线一期工程的调水量进行了分配.

基于水权初始配置的区域利益博弈与优化模型

明晰水权初始配置是协调流域内各区域之间水资源综合效益的重要途径。针对流域水权初始配置过程,首先,结合流域内各区域的社会经济发展目标,构建水权初始配置指标体系,采用理想解法,获得水权初始配置初步方案,确定各区域的水权配置量初始值;其次,结合流域内各区域的利益诉求,基于动态博弈理论,分析各区域之间的动态博弈机理,构建动态博弈模型和利益补偿函数,实现水权增加利益主体对水权减少利益主体的利益补偿;然后,确定各区域的水权配置量优化值和流域内各区域水资源综合效益的优化值,并获得水权初始配置优化方案;最后,通过案例分析验证了利益博弈与优化模型在水权初始配置过程中具有较好的适用性。研究表明,水权初始配置本质上是对流域内各区域之间进行利益博弈的过程,通过水权增加利益主体对水权减少利益主体进行利益补偿,可进一步优化各区域的利益和流域水资源综合效益。

关于初始水权分配方法的探讨

水源是人类生存之基。然而随着近年来我国经济的高速发展和人口的不断增长,对水资源的需求量及其质量有了更高的要求,导致我国水资源供需矛盾加剧,且水质污染加剧了水资源短缺矛盾。同时传统的水资源配置模式已然不能适应当前社会经济的日益发展,故水资源合理利用已成问题。就我国当前存在的水资源缺乏和配置模式不合理等问题,建立水权市场是其最重要的解决办法,而其关键是对初始水权的界定,从而达到对各行政区域之间的初始水权进行合理分配的目的。在我国,建立健全水权制度是实现可持续发展的重要内容之一,而其重点是完善初始水权分配制度。由于初始水权分配涉及到地域、水量、社会等多个复杂因素,故对其进行单纯的分配难以达成目的。因此,探讨流域初始水权由单一目标模型向多目标多模型分配方法的发展,综合考虑初始水权的分配原则、指标层和目标层等,并结合不确定性和模糊优化模型,建立数学模型,并展望初始水权分配未来研究方向。

基于改进CRITIC法的梅州市韩江区域初始水权分配

水权初始分配是实行最严格水资源管理制度和推行水市场建设的关键,基于尊重历史现状、公平性、高效性和可持续利用性原则构建了初始水权多层次分配指标体系,针对评价指标体系存在显著的相关性对分配结果产生的不确定性问题,引入改进CRITIC法构造AHP-改进CRITIC法以减小相关性影响,该方法首先分别用AHP法和改进CRITIC法对准则层和指标层进行赋权,然后将两权重结合以消除单一赋权法的片面性,最后采用综合评价法确定初始水权分配权重,并将该方法用于梅州市内8个县区初始水权分配,与熵权法进行对比分析。结果表明,AHP-改进CRITIC法能有效减小指标间的相关性影响,提高了初始水权分配结果的合理性。

流域初始水权配置方法研究进展

建立一套完善的实践可操作性强的流域初始水权配置方法,可为推动流域经济高质量发展、优化产业结构布局提供重要支撑。从多目标耦合配置方法、利益相关者参与的多阶段耦合配置方法、产业结构优化配置方法、适应性配置方法4个方面,系统梳理了流域初始水权配置方法。研究表明,多目标耦合配置方法重在统筹体现社会公平、经济效益、生态保护、风险控制等多维目标;利益相关者参与的多阶段耦合配置方法重在加强水资源利益相关者之间的利益交互,充分体现水资源利益相关者的利益诉求;产业结构优化配置方法重在推进流域产业结构优化升级;适应性配置方法重在提高流域水资源与经济社会发展的适应性。流域初始水权配置已逐步实现从“基于配置原则的多目标耦合配置方法”到“基于配置原则与协商博弈机制的适应性配置方法”的方向发展。破解流域初始水权与产业结构优化适配难题,推动流域产业结构优化升级与经济高质量发展,成为未来流域初始水权配置的主要研究方向。

关于水权初始水量分配计算方法的探究

在用水总量硬性指标约束的条件下,探求水权初始水量的分配原则是重中之重。本文就目前国内外水权发展趋势和水权理论做简要阐述,比较水权初始水量分配常用的计算方法,总结其优缺点及适用范围,为进一步研究初始水量分配提供参考。并立足于水质因素对初始水权分配的影响,提出一点看法。

基于改进TOPSIS法的流域初始水权分配模型

针对流域初始水权分配中存在的指标体系多样性、利益主体目标理想点不确知性与权重偏好非一致性等问题,提出用"垂直距离"代替"欧式距离"来衡量方案贴近理想解程度的正交投影法与常规逼近理想解技术(TOP-SIS)相结合的改进TOPSIS方法,并采用博弈论集结模型对主观权重和客观权重进行集化、融合,以消除单一权重法的主观片面性,建立了基于改进TOPSIS法的流域初始水权分配模型.将此模型应用到湖北省府环河流域初始水权分配中,并与其他方法计算结果进行了对比分析,证明该方法可有效解决利益主体理想点不确知性与权重非一致性问题,计算结果更加合理可行.

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。

基于主成分分析的区域初始水权分配

在遵循有效性、公平性和可持续性原则构建初始水权分配指标体系的基础上,针对初始水权分配中指标体系存在显著的相关性和权重偏好非一致性等问题,提出将主成分分析应用于初始水权分配中以消除相关性的影响。该方法先用主成分分析法对指标体系进行赋权,之后结合改进AHP与熵权法对多层次指标体系进行组合赋权,以消除单一权重方法的片面性,并利用博弈论进行指标权重的综合集成,最后运用综合评价法确定初始水权进行分配权重。将此方法用于湖北省应城市的初始水权分配,结果分析表明,采用该方法进行初始水权分配可行且合理。该方法可以为其他区域的初始水权分配提供参考和借鉴,并为水资源的统一管理奠定了基础。