面向行業(yè)的初始水權(quán)配置系統(tǒng)優(yōu)化

吳 丹,吳鳳平

(河海大學(xué)商學(xué)院,江蘇 南京 210098)

流域初始水權(quán)配置主要包括 2個層次[1-2]:第1層次,即流域初始水權(quán)在各區(qū)域(涉及流域內(nèi)省、市和縣3級行政區(qū)域)之間的配置;第2層次,即區(qū)域初始水權(quán)在各用水部門(涉及區(qū)域內(nèi)用水行業(yè)或產(chǎn)業(yè)和最終用水戶)之間的配置。目前,針對流域初始水權(quán)第1層次的配置,國內(nèi)外學(xué)者已進(jìn)行了系統(tǒng)性的探索研究,國外學(xué)者主要根據(jù)具體國家和地區(qū)的社會制度、水資源情況、文化傳統(tǒng),沿襲了具有各自歷史合理性的配置方法[3-9],通過立法和過程模擬進(jìn)行分配研究;國內(nèi)學(xué)者主要通過系統(tǒng)地構(gòu)建一套水權(quán)配置指標(biāo)體系,建立綜合指標(biāo)評價模型[1,10-11]對其進(jìn)行分配研究。

針對流域初始水權(quán)第 2層次的配置,國內(nèi)外學(xué)者研究的焦點(diǎn)主要集中于水權(quán)配置應(yīng)遵循的原則與優(yōu)先序位規(guī)則,通過構(gòu)建目標(biāo)規(guī)劃模型[12-16]進(jìn)行分配研究。其中,學(xué)者們均認(rèn)為水權(quán)配置遵循的原則包括人的基本生活用水優(yōu)先原則、保障社會穩(wěn)定和糧食安全原則、重視生態(tài)及保護(hù)環(huán)境原則、經(jīng)濟(jì)效益原則、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理原則。針對不同用水行業(yè)初始水權(quán)配置結(jié)果是否合理,不同行業(yè)能否接受配置結(jié)果,鮮見學(xué)者進(jìn)行系統(tǒng)探討。吳鳳平等[17]提出了一種對水權(quán)配置方案進(jìn)行和諧性判別的方法,并在和諧性判別的基礎(chǔ)上研究了一種能有效調(diào)整不同地區(qū)、不同行業(yè)初始水權(quán)配置結(jié)果的分配方法。但構(gòu)建的各行業(yè)判別指標(biāo)過于單一,未充分體現(xiàn)行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果與其發(fā)展目標(biāo)之間是否存在一定的匹配關(guān)系。

鑒于國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),為保障不同用水行業(yè)初始水權(quán)配置結(jié)果的合理性,滿足不同行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果與其發(fā)展目標(biāo)之間的匹配關(guān)系,將流域內(nèi)各區(qū)域的生活、生態(tài)環(huán)境以及生產(chǎn)等用水行業(yè)作為初始水權(quán)配置對象,從系統(tǒng)角度構(gòu)建面向行業(yè)的初始水權(quán)配置系統(tǒng),在剖析初始水權(quán)配置系統(tǒng)內(nèi)涵與特征的基礎(chǔ)上,提出初始水權(quán)配置系統(tǒng)優(yōu)化思想,結(jié)合系統(tǒng)中各用水行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)構(gòu)建初始水權(quán)配置系統(tǒng)診斷指標(biāo)體系,建立改進(jìn)的理想解模型,對流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)的初始水權(quán)配置結(jié)果進(jìn)行診斷,并根據(jù)診斷結(jié)果結(jié)合不同用水行業(yè)的發(fā)展目標(biāo),基于交互式?jīng)Q策理論,將目標(biāo)規(guī)劃模型與逐步折衷法相結(jié)合,建立初始水權(quán)配置系統(tǒng)優(yōu)化模型,對流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)的初始水權(quán)進(jìn)行同步調(diào)整,以充分體現(xiàn)流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果與其發(fā)展目標(biāo)之間保持一定的匹配關(guān)系,保障流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果合理。

1 面向行業(yè)的初始水權(quán)配置系統(tǒng)優(yōu)化思想

1.1 初始水權(quán)配置系統(tǒng)的內(nèi)涵與特征

面向行業(yè)的初始水權(quán)配置系統(tǒng)是由流域內(nèi)各區(qū)域的生活、生態(tài)環(huán)境以及生產(chǎn)等相互作用、相互影響、相互制約的不同用水行業(yè)構(gòu)成的具有一定結(jié)構(gòu)、目標(biāo)與功能的系統(tǒng),是在水資源管理制度和法律法規(guī)體系的前提保障下,充分考慮流域內(nèi)各區(qū)域的水資源與社會、經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)環(huán)境之間相互協(xié)調(diào)與制約關(guān)系,結(jié)合生活、生態(tài)環(huán)境以及生產(chǎn)等用水行業(yè)的發(fā)展目標(biāo),為防止不同用水行業(yè)之間的惡性競爭用水問題,以區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局的調(diào)整與優(yōu)化為核心,對各用水行業(yè)初始水權(quán)進(jìn)行配置的系統(tǒng)。其中,生活、生態(tài)環(huán)境、第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)以及第三產(chǎn)業(yè)等用水行業(yè)既是系統(tǒng)不可分割的有機(jī)組成部分,又是相對獨(dú)立的子系統(tǒng)。

面向行業(yè)的初始水權(quán)配置系統(tǒng)既要統(tǒng)籌兼顧生活、生態(tài)環(huán)境、生產(chǎn)的用水需求,又要限制高耗水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在保障社會穩(wěn)定和糧食安全的基礎(chǔ)上,將水資源配給低耗水、高效益的生產(chǎn)用水行業(yè),最終實(shí)現(xiàn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局的調(diào)整與優(yōu)化,提高區(qū)域的社會經(jīng)濟(jì)綜合效益,以水資源的可持續(xù)高效利用支撐區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。

1.2 初始水權(quán)配置系統(tǒng)優(yōu)化的總體思想

面向行業(yè)的初始水權(quán)配置系統(tǒng)優(yōu)化,是在確定流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同行業(yè)初始水權(quán)配置結(jié)果的基礎(chǔ)上,通過對流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果與其發(fā)展目標(biāo)之間的匹配關(guān)系的診斷,以驗(yàn)證不同用水行業(yè)初始水權(quán)配置結(jié)果的合理性。若配置結(jié)果不合理,則根據(jù)診斷結(jié)果,結(jié)合不同用水行業(yè)的發(fā)展目標(biāo),通過流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同行業(yè)之間的多輪交互協(xié)商,對不同行業(yè)的初始水權(quán)進(jìn)行同步調(diào)整,以保障流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果與其發(fā)展目標(biāo)之間保持一定的匹配關(guān)系,實(shí)現(xiàn)不同用水行業(yè)初始水權(quán)的優(yōu)化配置。

面向行業(yè)的初始水權(quán)配置系統(tǒng)優(yōu)化過程分為2個階段,第1階段為初始水權(quán)配置系統(tǒng)診斷過程,第2階段即初始水權(quán)配置系統(tǒng)優(yōu)化過程。第1階段是在確定流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同行業(yè)初始水權(quán)配置結(jié)果的基礎(chǔ)上,構(gòu)建初始水權(quán)配置系統(tǒng)診斷指標(biāo)體系,建立初始水權(quán)配置系統(tǒng)診斷模型,對流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果與其發(fā)展目標(biāo)之間的匹配關(guān)系進(jìn)行診斷,以驗(yàn)證不同用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果的合理性。第2階段是基于不同用水行業(yè)在不同發(fā)展時期的用水需求常常處于不斷調(diào)整、修正、演化的狀態(tài),根據(jù)診斷結(jié)果,結(jié)合不同用水行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)建立初始水權(quán)配置系統(tǒng)優(yōu)化模型,通過對流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果進(jìn)行同步調(diào)整,充分體現(xiàn)流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果與其發(fā)展目標(biāo)之間的匹配關(guān)系。

2 面向行業(yè)的初始水權(quán)配置系統(tǒng)診斷

2.1 初始水權(quán)配置系統(tǒng)診斷指標(biāo)體系

面向行業(yè)的初始水權(quán)配置系統(tǒng)診斷是對流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)初始水權(quán)配置結(jié)果的合理性進(jìn)行的診斷,主要體現(xiàn)流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果與其發(fā)展目標(biāo)之間的匹配關(guān)系。目前,學(xué)者們主要針對水資源承載力評價指標(biāo)體系、水資源配置系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展評價指標(biāo)體系、水資源配置系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展評價指標(biāo)體系以及水資源配置系統(tǒng)協(xié)同度評價指標(biāo)體系等水資源綜合評價指標(biāo)體系進(jìn)行研究探討?；诖?根據(jù)各區(qū)域不同用水行業(yè)的初始水權(quán)配置結(jié)果,結(jié)合流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)的發(fā)展目標(biāo),借鑒水資源綜合評價指標(biāo)體系,采用文獻(xiàn)研究法、頻度統(tǒng)計法、主成分分析法以及專家咨詢法等理論分析方法,在全面深入各區(qū)域調(diào)研、與各區(qū)域利益相關(guān)者訪談、征求流域各區(qū)域管理機(jī)構(gòu)和水權(quán)配置領(lǐng)域?qū)＜乙庖姷幕A(chǔ)上,確定影響流域內(nèi)各系統(tǒng)中生活、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及第三產(chǎn)業(yè)水權(quán)配置的診斷指標(biāo),構(gòu)建面向行業(yè)的初始水權(quán)配置系統(tǒng)診斷指標(biāo)體系,見圖1。

圖1 面向行業(yè)的初始水權(quán)配置系統(tǒng)診斷指標(biāo)體系

從圖1可知,影響流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同行業(yè)水權(quán)配置的診斷指標(biāo)主要是結(jié)合生活、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及第三產(chǎn)業(yè)等不同用水行業(yè)的發(fā)展目標(biāo),以體現(xiàn)流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果與其發(fā)展目標(biāo)之間的匹配關(guān)系?；诔跏妓畽?quán)配置系統(tǒng)診斷指標(biāo)體系,分別以生活、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及第三產(chǎn)業(yè)等用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果為研究對象,通過構(gòu)建診斷模型,可進(jìn)一步驗(yàn)證流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果的合理性。

2.2 初始水權(quán)配置系統(tǒng)診斷模型

結(jié)合初始水權(quán)配置系統(tǒng)中生活、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及第三產(chǎn)業(yè)等用水行業(yè)的診斷指標(biāo),采用改進(jìn)的理想解模型,對流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果的合理性進(jìn)行診斷。改進(jìn)的理想解模型構(gòu)建的具體步驟如下:

步驟1分別以生活、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及第三產(chǎn)業(yè)等用水行業(yè)為研究對象,結(jié)合面向行業(yè)的初始水權(quán)配置系統(tǒng)診斷指標(biāo)體系,確定流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果的診斷指標(biāo)。

設(shè)系統(tǒng)di(即流域內(nèi)第i區(qū)域水權(quán)配置系統(tǒng),i=1,2,…,n)第j(j=1,2,…,5)用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果的診斷指標(biāo)體系可表示為Yi={Yi1,…,Yi5},其中,生活診斷指標(biāo)Yi1={yi11,yi12,yi13},生態(tài)環(huán)境診斷指標(biāo)Yi2={yi21,yi22,yi23},農(nóng)業(yè)診斷指標(biāo)Yi3={yi31,yi32,yi33,yi34},工業(yè)診斷指標(biāo)Yi4={yi41,yi42,yi43},第三產(chǎn)業(yè)診斷指標(biāo)Yi5={yi51,yi52,yi53}。針對流域內(nèi)各系統(tǒng)中同一用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果的診斷指標(biāo)進(jìn)行指標(biāo)規(guī)范化處理,構(gòu)造加權(quán)指標(biāo)值。即

式中:xijk為系統(tǒng)di第j用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果的第k項(xiàng)加權(quán)指標(biāo)值;yijk為影響系統(tǒng)di第j用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果的第k項(xiàng)診斷指標(biāo)值;Zijk表示對流域內(nèi)各系統(tǒng)中同一用水行業(yè)的診斷指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理后的指標(biāo)值;wijk為yijk的權(quán)重,可充分利用規(guī)范化評價的先驗(yàn)信息以及專家咨詢法等相結(jié)合的綜合賦權(quán)法予以確定;k=1,…,L,其中L為系統(tǒng)di第j用水行業(yè)的指標(biāo)總個數(shù)(j=1,2,4,5時L=3;j=3時,L=4)。

步驟2確定系統(tǒng)di第j用水行業(yè)水權(quán)配置的第k項(xiàng)診斷指標(biāo)的理想值和負(fù)理想值。式中:K為效益型指標(biāo)的下標(biāo)組成的集合;K′為成本型指標(biāo)的下標(biāo)組成的集合。

步驟3計算系統(tǒng)di第j用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果的診斷指標(biāo)到指標(biāo)理想值的距離。

式中為系統(tǒng)第j用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果的診斷指標(biāo)到其理想值的距離為系統(tǒng)di第j用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果的診斷指標(biāo)到其負(fù)理想值的距離。

步驟4計算系統(tǒng)di第j用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果的診斷指標(biāo)對其指標(biāo)理想值的相對接近度。

式中:Cij為系統(tǒng)di第j用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果的診斷指標(biāo)對其指標(biāo)理想值的相對接近度,0≤Cij≤1;α為決策者對診斷指標(biāo)到其理想值距離的偏好權(quán)重;β為決策者對診斷指標(biāo)到其負(fù)理想值距離的偏好權(quán)重 ,通常取 α=β=0.5。

步驟5檢驗(yàn)系統(tǒng)di第j用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果與其發(fā)展目標(biāo)之間的匹配關(guān)系?？捎霉奖硎緸?/p>

式中:Wij為系統(tǒng)Si第j用水行業(yè)的配水量(Wi1,Wi2,Wi3,Wi4,Wi5分別為系統(tǒng)Si的生活、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及第三產(chǎn)業(yè)的配水量);WDij為系統(tǒng)Si第j用水行業(yè)的需水量;Eij為系統(tǒng)di第j用水行業(yè)的水權(quán)配置效率(Ei1,Ei2,Ei3,Ei4,Ei5分別為系統(tǒng)di的人均生活配水量單位綠地面積配水量、單位灌溉面積配水量、單位第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值配水量、單位第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值配水量);Pi,Si,TAi,TIi,TSi分別為系統(tǒng)di的人口總數(shù)、綠地面積、灌溉面積、工業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值;ηj為流域內(nèi)各系統(tǒng)中第j用水行業(yè)(Sij,)的配水效率差異閾值,可根據(jù)現(xiàn)狀年國內(nèi)外典型流域的配水方案,依據(jù)流域內(nèi)各系統(tǒng)不同行業(yè)的特點(diǎn),分析不同系統(tǒng)同一行業(yè)的配水效率差值,通過專家咨詢的方法取其平均值予以確定。充分體現(xiàn)了流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)配水效率差異的合理性。

對于流域內(nèi)各系統(tǒng)中的生活、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及第三產(chǎn)業(yè)等用水行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果,如果均滿足式(5),則認(rèn)為流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果合理;反之,則需要對流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。

3 面向行業(yè)的初始水權(quán)配置系統(tǒng)優(yōu)化

根據(jù)初始水權(quán)配置系統(tǒng)的診斷結(jié)果,若流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果未通過系統(tǒng)診斷,則必須通過各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)之間的交互協(xié)商對初始水權(quán)配置系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。基于此,按照初始水權(quán)配置系統(tǒng)中不同用水行業(yè)初始水權(quán)配置的優(yōu)先序位,在構(gòu)建不同用水行業(yè)初始水權(quán)配置的目標(biāo)規(guī)劃模型基礎(chǔ)上,基于交互式?jīng)Q策理論,將交互式?jīng)Q策方法中的逐步折衷法[18]與目標(biāo)規(guī)劃模型相結(jié)合,建立初始水權(quán)配置系統(tǒng)優(yōu)化的交互式目標(biāo)逐步折衷耦合模型,通過多輪交互式迭代過程對流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)的初始水權(quán)進(jìn)行適用性調(diào)整,以保障流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果通過系統(tǒng)診斷。初始水權(quán)配置系統(tǒng)中不同用水行業(yè)初始水權(quán)配置的優(yōu)先序位如下:①優(yōu)先滿足人的基本生活用水需求;②優(yōu)先保障糧食生產(chǎn)用水需求;③保障河道外生態(tài)環(huán)境的用水需求;④為提高整體的國民經(jīng)濟(jì)效益,按照第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)以及第一產(chǎn)業(yè)的用水序位,合理保障三次產(chǎn)業(yè)的用水需求;⑤確定三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例,以促進(jìn)三次產(chǎn)業(yè)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。

交互式目標(biāo)逐步折衷耦合模型是逐步折衷法與目標(biāo)規(guī)劃模型相結(jié)合的耦合模型,其將流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)細(xì)分為3個子集,即:①必須加以改進(jìn)現(xiàn)有水平的目標(biāo)集;②至少應(yīng)保持現(xiàn)有水平的目標(biāo)集;③可適當(dāng)減少現(xiàn)有水平的目標(biāo)集。通過多輪交互迭代過程,不斷調(diào)整流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)的目標(biāo)值與約束條件,然后建立新的目標(biāo)規(guī)劃函數(shù),以修正各系統(tǒng)不同用水行業(yè)的配水量,從而獲得較滿意的水權(quán)配置結(jié)果。

交互式目標(biāo)逐步折衷耦合模型有2個核心思想:第一,充分考慮到?jīng)Q策者的偏好,用 Δqij修正約束條件;第二,為避免新模型與舊模型的解重復(fù),用新的約束條件替代舊模型的約束條件,同時,不改變用水行業(yè)水權(quán)配置的優(yōu)先級別。根據(jù)交互式目標(biāo)逐步折衷耦合模型的思想,通過流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)之間的交互協(xié)商,假定用水行業(yè)的目標(biāo)調(diào)整規(guī)則為:①系統(tǒng)Si的生活用水行業(yè)、生態(tài)環(huán)境用水行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)至少應(yīng)保持不變;②系統(tǒng)Si的農(nóng)業(yè)用水行業(yè)在保障糧食總產(chǎn)量的基礎(chǔ)上,其配水量Wi3可適度降低,降低的量為 Δqi3(流域內(nèi)其他系統(tǒng)的行業(yè)配水量若需調(diào)整,則可類似考慮),建立系統(tǒng)優(yōu)化的交互式目標(biāo)逐步折衷耦合模型,即

式中為系統(tǒng)Si第j用水行業(yè)經(jīng)水權(quán)調(diào)整后得到的解;Zi1,Zi2,Zi3,Zi5,Zi7,Zi8分別為系統(tǒng)Si生活用水的目標(biāo)值、糧食總產(chǎn)量的目標(biāo)值、河道外生態(tài)環(huán)境用水的目標(biāo)值、第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值的目標(biāo)值、第一產(chǎn)業(yè)與第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比的目標(biāo)值、第二產(chǎn)業(yè)與第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比的目標(biāo)值;ai,bi,ci,ei分別為系統(tǒng)Si每立方米水的糧食產(chǎn)量、第二產(chǎn)業(yè)增加值、第三產(chǎn)業(yè)增加值、第一產(chǎn)業(yè)增加值,分別為系統(tǒng)Si第m個目標(biāo)超過Zim目標(biāo)值的正偏差量,以及未達(dá)到Zim目標(biāo)值的負(fù)偏差量。

采用GLPS目標(biāo)規(guī)劃軟件,對式(7)進(jìn)行求解,對于流域內(nèi)各系統(tǒng)的不同用水行業(yè)可獲得系統(tǒng)Si不同用水行業(yè)的新的水權(quán)配置結(jié)果。通過多輪交互迭代,最終保障流域內(nèi)各系統(tǒng)中不同用水行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果通過系統(tǒng)診斷。

4 實(shí)例分析

以大凌河流域?yàn)槔?在確定規(guī)劃年2030年該流域各區(qū)域的初始水權(quán)配置方案的基礎(chǔ)上,對各區(qū)域不同行業(yè)的配水量進(jìn)行診斷與優(yōu)化。大凌河是一條獨(dú)流入海的河流,大凌河流域是內(nèi)蒙古自治區(qū)、遼寧省、河北省3個省級行政區(qū)域的跨省流域,包括遼寧省的錦州市、阜新市、朝陽市、盤錦市、葫蘆島市5個地級市13個縣(市、區(qū))及內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市、赤峰市和河北省承德市等部分地區(qū)。規(guī)劃年2030年大凌河流域各地級市的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)值可通過大凌河流域各地市的水資源公報及《水權(quán)制度建設(shè)試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)——大凌河流域初始水權(quán)制度建設(shè)資料匯編》[19]以及調(diào)研等方式予以得到。大凌河流域多年平均可分配水資源總量為12.494億m3,流域內(nèi)各區(qū)域的水權(quán)初始配置方案見表1。

表1 大凌河流域各區(qū)域的水權(quán)初始配置方案 萬m3

根據(jù)表1,以生活、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及第三產(chǎn)業(yè)等用水行業(yè)為研究對象,結(jié)合改進(jìn)理想解模型,對大凌河流域各區(qū)域不同用水行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果進(jìn)行診斷,依據(jù)區(qū)域用水行業(yè)的特點(diǎn),確定生活、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及第三產(chǎn)業(yè)配水效率的差值閾值η1=20m3/人,η2=0.15萬m3/hm2,η3=0.45萬m3/hm2,η4=0.004m3/元,η5=0.0002m3/元。大凌河流域各區(qū)域不同用水行業(yè)的診斷指標(biāo)特征值見文獻(xiàn)[20]。

根據(jù)式(1)～(4)得到流域各區(qū)域中同一用水行業(yè)發(fā)展目標(biāo)的相對貼近度,見表2。

表2 大凌河流域各區(qū)域同一用水行業(yè)發(fā)展目標(biāo)的相對貼近度

經(jīng)診斷可知,行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果存在不合理性。結(jié)合優(yōu)化模型式(7),優(yōu)化大凌河流域各區(qū)域不同用水行業(yè)的配水量,使流域各區(qū)域的用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果與其發(fā)展目標(biāo)之間保持一定的匹配關(guān)系。大凌河流域各區(qū)域的水權(quán)優(yōu)化配置方案見表3。

表3 大凌河流域各區(qū)域的水權(quán)優(yōu)化配置方案 萬m3

表3中,赤峰和通遼第三產(chǎn)業(yè)水權(quán)配置結(jié)果雖未滿足式(5),但其已達(dá)到第三產(chǎn)業(yè)需水量,因此可認(rèn)為其第三產(chǎn)業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果合理,即流域各區(qū)域的用水行業(yè)水權(quán)配置結(jié)果與其發(fā)展目標(biāo)之間保持一定的匹配關(guān)系,流域各區(qū)域不同用水行業(yè)的水權(quán)配置結(jié)果合理。

5 結(jié) 語

在構(gòu)建面向行業(yè)的初始水權(quán)配置系統(tǒng)、剖析初始水權(quán)配置系統(tǒng)內(nèi)涵及其特征的基礎(chǔ)上,提出了面向行業(yè)的初始水權(quán)配置系統(tǒng)優(yōu)化的思想,建立了初始水權(quán)配置系統(tǒng)診斷指標(biāo)體系與模型,通過系統(tǒng)優(yōu)化的交互式目標(biāo)逐步折衷耦合模型,實(shí)現(xiàn)了流域各區(qū)域的不同用水行業(yè)水權(quán)合理配置?；诖罅韬恿饔蚋鲄^(qū)域不同行業(yè)的水權(quán)配置方案,進(jìn)一步驗(yàn)證了模型的合理性。

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