基于三方博弈的再生水回用市場(chǎng)演化路徑分析

高旭闊,嚴(yán)夢(mèng)婷

基于三方博弈的再生水回用市場(chǎng)演化路徑分析

高旭闊*,嚴(yán)夢(mèng)婷

(西安建筑科技大學(xué)管理學(xué)院,陜西 西安 710055)

為促進(jìn)再生水市場(chǎng)的構(gòu)建,以西安市再生水回用市場(chǎng)發(fā)展過(guò)程為研究案例,采用演化博弈理論構(gòu)建了基于政府、再生水廠商、消費(fèi)者三方博弈的再生水回用市場(chǎng)推廣模型,分析其博弈均衡及演化路徑.結(jié)果表明再生水回用市場(chǎng)的演化過(guò)程可劃分為四個(gè)階段,不同條件下系統(tǒng)將演化至不同的均衡.發(fā)展初期政府支持和宣傳能有效提高再生水處理量和回用量,發(fā)展中后期為了增強(qiáng)企業(yè)參與度和消費(fèi)者接受度需要提高財(cái)政補(bǔ)貼、提高使用再生水效用、降低自來(lái)水效用、提升再生水廠商獲利、減少政府管理成本.

再生水；再生水回用；演化博弈；決策行為分析

淡水資源在世界范圍內(nèi)被視為不可再生資源,節(jié)約水資源已成為可持續(xù)資源管理中最緊迫的問(wèn)題之一[1].經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展給水環(huán)境帶來(lái)了巨大的壓力,污水的大量排放以及工業(yè)廢水處理不當(dāng)導(dǎo)致世界各地的水質(zhì)都在下降,水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)正在不斷升級(jí),如果持續(xù)下去,未來(lái)幾十年內(nèi)下降的水質(zhì)會(huì)進(jìn)一步危害人類(lèi)健康和生態(tài)系統(tǒng)[2-4].在除了最發(fā)達(dá)國(guó)家之外的所有國(guó)家中,絕大多數(shù)的廢水會(huì)直接排放到環(huán)境中,對(duì)人類(lèi)健康、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力、淡水資源質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響[5].

隨著淡水資源供應(yīng)變得更加有限,水資源回用通常被認(rèn)為是減少水資源需求及可用水資源之間差距的有效解決方案[6-7].再生水是指經(jīng)過(guò)處理,符合特定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)且能滿(mǎn)足不同用途的城市廢水.再生水回用是一種工業(yè)過(guò)程,是在廢水返回河流之前,通過(guò)廢水回收處理確保水資源的質(zhì)量,該過(guò)程的目標(biāo)是確保再生水這一新資源可以直接提供給其他用戶(hù)或替代更優(yōu)質(zhì)的水[8].盡管目前許多國(guó)家都在實(shí)施再生水回用,但其潛力尚未完全得到開(kāi)發(fā),再生水在廢水總量中占比依然很小[9].

中國(guó)是一個(gè)水資源匱乏的國(guó)家,水資源供需矛盾突出,節(jié)水優(yōu)先是國(guó)家重要治水思路;節(jié)水大背景下,再生水等“非常規(guī)水資源”將得到國(guó)家更多重視.其中再生水以其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)優(yōu)先推動(dòng)節(jié)水事業(yè)發(fā)展,從未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)看我國(guó)的再生水利用潛力非常大.

目前,我國(guó)再生水市場(chǎng)面臨的格局是:企業(yè)數(shù)量較多,市場(chǎng)集中度較低,與國(guó)外相比行業(yè)內(nèi)企業(yè)規(guī)模偏小,市場(chǎng)份額普遍較低,缺乏行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者,少數(shù)企業(yè)在水處理領(lǐng)域具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì).再生水領(lǐng)域行業(yè)保護(hù)、地方保護(hù)的現(xiàn)象仍然存在,市場(chǎng)規(guī)范程度不足,企業(yè)之間良性競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)機(jī)制尚未完全形成[10-11].

近年來(lái)關(guān)于完善再生水回用市場(chǎng),推動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展的研究主要分為兩類(lèi),一類(lèi)是研究影響再生水市場(chǎng)發(fā)展的因素,包括再生水定價(jià)、公眾認(rèn)知、處理工藝、投資效率等[12-15];另一類(lèi)研究則針對(duì)整個(gè)再生水市場(chǎng),Chew等[16]運(yùn)用博弈論分析了企業(yè)回用再生水的最佳方式.Aviso等[17]通過(guò)合作博弈提出了幾種廢水回用模型,確定了最佳回用模型.魏騰展等[18]對(duì)再生水回用的供求關(guān)系進(jìn)行博弈均衡分析,構(gòu)建了再生水回用市場(chǎng)體系,提出了相應(yīng)的政策措施.段濤等[19]建立了再生水需求模型,對(duì)城市再生水需求進(jìn)行了深入分析,為推廣再生水市場(chǎng)提出相關(guān)建議.

以上文獻(xiàn)對(duì)研究再生水回用市場(chǎng)有很好的借鑒性,但現(xiàn)實(shí)中再生水回用涉及多方主體,政府需要對(duì)再生水廠商給予補(bǔ)貼并積極回應(yīng)公眾的利益訴求[20].消費(fèi)者對(duì)再生水的觀感受到社會(huì)背景、社會(huì)技術(shù)以及相關(guān)資源價(jià)格的影響[21].再生水廠商投資決策需要考慮消費(fèi)者接受度、市場(chǎng)行情以及政府政策,傳統(tǒng)僅考慮兩個(gè)博弈主體或只進(jìn)行靜態(tài)分析的市場(chǎng)博弈研究具有一定的局限性.因此本研究使用博弈論從政府、再生水廠商、消費(fèi)者三個(gè)利益相關(guān)方的角度出發(fā)進(jìn)行再生水市場(chǎng)的演化路徑分析,為水資源再利用決策提供依據(jù),推動(dòng)再生水回用市場(chǎng)健康發(fā)展.

1 基本假設(shè)和模型構(gòu)建

1.1 確定利益相關(guān)者

本研究的利益相關(guān)方分別為:政府、再生水廠商、消費(fèi)者.

1.2 博弈局中人的策略集

在構(gòu)建再生水回用市場(chǎng)體系時(shí)政府、再生水廠商、消費(fèi)者都具有各自的行為選擇策略集.政府具有“大力支持再生水推廣”和“不支持再生水推廣”兩種選擇策略,再生水廠商有“投資再生水項(xiàng)目”和“不投資再生水項(xiàng)目”兩種策略.消費(fèi)者有“使用再生水”和“使用自來(lái)水”兩種選擇策略.表1給出了相關(guān)參數(shù)假定及含義.

表1 相關(guān)參數(shù)假定

1.3 相關(guān)假設(shè)及博弈矩陣

假設(shè)1:政府采取“大力支持再生水推廣”策略的比例為,采用“不支持再生水推廣”策略的比例為1-.

假設(shè)2:再生水廠商采取“投資再生水項(xiàng)目”策略的比例為,采取“不投資再生水項(xiàng)目”策略的比例為1-.

假設(shè)3:消費(fèi)者選擇“使用再生水”策略的比例為z,選擇“使用自來(lái)水”策略的比例為1-.

假設(shè)4:消費(fèi)者使用的再生水只能由再生水廠商提供,消費(fèi)者選擇使用自來(lái)水時(shí)再生水廠商無(wú)法獲得收益,即=0.

假設(shè)5:再生水廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品只能由消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi),當(dāng)廠商不生產(chǎn)再生水時(shí),政府補(bǔ)貼為0,消費(fèi)者無(wú)再生水產(chǎn)品可用.

假設(shè)6:政府部門(mén)為保證消費(fèi)者的用水需求得到滿(mǎn)足,其對(duì)水資源的管制效用要低于消費(fèi)者使用自來(lái)水時(shí)獲得的效用,即>.

假設(shè)7:消費(fèi)者使用自來(lái)水的效益高于使用再生水的效益,即>.

假設(shè)8:再生水廠商占政府水價(jià)補(bǔ)貼為,?[0,1].=0時(shí)政府補(bǔ)貼再生水水價(jià)時(shí)完全補(bǔ)貼給消費(fèi)者,=1時(shí)政府補(bǔ)貼再生水水價(jià)時(shí)完全補(bǔ)貼給再生水廠商.

基于以上參數(shù)和假設(shè)得到三方博弈的支付收益矩陣如表2所示.

表2 收益矩陣

2 結(jié)果與分析

2.1 穩(wěn)定性及演化路徑分析

政府決策的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為:

2.1.2 再生水廠商決策的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程 再生水廠商選擇“投資再生水項(xiàng)目”和“不投資再生水項(xiàng)目”策略的期望收益U1和U2為:

U2= 0 (5)

圖1 政府決策的動(dòng)態(tài)演化

再生水廠商的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為:

再生水廠商決策演化示意如圖2所示.

2.1.3 消費(fèi)者決策的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程 消費(fèi)者選擇“使用再生水”和“使用自來(lái)水”策略的期望收益U1和U2分別為:

圖2 再生水廠商決策的動(dòng)態(tài)演化

消費(fèi)者的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為:

消費(fèi)者決策的動(dòng)態(tài)演化示意如圖3所示.消費(fèi)者決策動(dòng)態(tài)演化示意如圖3所示.

圖3 消費(fèi)者決策的動(dòng)態(tài)演化

2.2 三方主體策略的演化穩(wěn)定性分析

根據(jù)Ritzberger等[22]提出的結(jié)論,政府,再生水廠商和消費(fèi)者三者組成的系統(tǒng)只需討論1(0,0,0)、2(1,0,0)、3(0,1,0)、4(0,0,1)、5(1,1,0)、6(1,0,1)、7(0,1,1)、8(1,1,1)這8個(gè)點(diǎn)的穩(wěn)定性,其余均為非漸進(jìn)穩(wěn)定狀態(tài).根據(jù)Friedman(1998)提出的方法,上述8個(gè)均衡點(diǎn)的穩(wěn)定性可通過(guò)分析Jaconbian矩陣得到,將3個(gè)動(dòng)態(tài)微分方程分別對(duì)、和求偏導(dǎo)數(shù)得到Jaconbian矩陣(式10),且矩陣在8個(gè)均衡點(diǎn)的行列式Det()和跡Tr()如表3所示.

表3 各均衡點(diǎn)的Det和Tr

動(dòng)態(tài)復(fù)制系統(tǒng)在均衡點(diǎn)1(0,0,0)處的Jaconbian矩陣為:

可得矩陣1的特征值為:

(1)當(dāng)1<0時(shí),有1<0,2<0,3<0,由李雅普諾夫第一法可知平衡點(diǎn)1(0,0,0)是漸進(jìn)穩(wěn)定的.

(2)當(dāng)1<0時(shí),1,2,3,中至少存在一正一負(fù),由李雅普諾夫第一法可知平衡點(diǎn)1(0,0,0)是不穩(wěn)定的,此時(shí)1為鞍點(diǎn).

同理對(duì)2至8點(diǎn)進(jìn)行分析可得動(dòng)態(tài)復(fù)制方程在各點(diǎn)的特征根,見(jiàn)表4.

表4 各均衡點(diǎn)的特征根

由李雅普諾夫第一法可知該系統(tǒng)存在4個(gè)可能的演化穩(wěn)定點(diǎn):

(1)-+<0時(shí),1(0,0,0)為演化穩(wěn)定點(diǎn).

因此政府、再生水廠商、消費(fèi)者三方博弈的演化過(guò)程可以劃分為四個(gè)階段.

第一階段:再生水的理念及應(yīng)用處于萌芽狀態(tài),此時(shí)政府導(dǎo)向尚不明確,消費(fèi)者市場(chǎng)尚未形成.該階段政府用于再生水推廣的投資大于獲得的收益,再生水廠商投資再生水的收益也小于投資成本,該階段演化穩(wěn)定策略ESS為1(0,0,0),即博弈三方的策略選擇為{不支持再生水推廣,不投資再生水項(xiàng)目,選擇自來(lái)水}.

第二階段:屬于再生水市場(chǎng)的發(fā)展階段,此時(shí)再生水的理念得到了初步普及,政府意識(shí)到了水資源回用帶來(lái)的效益并開(kāi)始大力推廣再生水.由于發(fā)展初期政府政策制定不完善,再生水廠商不一定能了解到再生水的政策優(yōu)惠.再生水廠商無(wú)法獲取利潤(rùn)時(shí)為維持企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)傾向于選擇不投資再生水項(xiàng)目.此時(shí)的市場(chǎng)是由消費(fèi)者主導(dǎo)的,由于缺乏對(duì)再生水產(chǎn)品的了解,絕大部分消費(fèi)者不會(huì)選擇使用再生水.該階段的演化穩(wěn)定策略ESS為2(1,0,0),即博弈三方的策略選擇為{大力支持,不投資再生水項(xiàng)目,選擇自來(lái)水}.

第三階段:再生水回用市場(chǎng)的完善階段,此階段內(nèi)政府政策逐漸完善,隨著技術(shù)發(fā)展,投資再生水項(xiàng)目的成本不斷降低,且投資再生水時(shí)政策偏移以及政府補(bǔ)貼的提高使得此階段內(nèi)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈.第三階段政府補(bǔ)貼力度大于再生水廠商投資再生水項(xiàng)目的總成本,即C+C<1+2時(shí),再生水廠商會(huì)選擇投資再生水項(xiàng)目.該階段演化穩(wěn)定策略為5(1,1,0),即博弈三方的策略選擇為{大力支持,投資再生水項(xiàng)目,選擇自來(lái)水}.

第四階段:再生水回用市場(chǎng)已進(jìn)入成熟穩(wěn)定階段,政府有關(guān)的政策、法律、法規(guī)體系得到完善,此階段內(nèi)再生水廠投資再生水項(xiàng)目獲得的收益大于總投資成本,消費(fèi)者使用再生水的收益也大于使用自來(lái)水的收益,該階段的演化穩(wěn)定性策略ESS為8(1,1,1).即同時(shí)滿(mǎn)足政府因大力支持再生水推廣而獲得的效用大于管理成本與補(bǔ)貼費(fèi)用之和、再生水廠商的總成本小于運(yùn)營(yíng)收益和獲得的補(bǔ)貼之和、消費(fèi)者使用自來(lái)水的收益減去自來(lái)水價(jià)格之后小于使用再生水收益和獲得的補(bǔ)貼之和這三個(gè)條件時(shí),該三方博弈會(huì)演化至理想的穩(wěn)定狀態(tài),實(shí)現(xiàn)政府大力支持、再生水廠商投資再生水項(xiàng)目、消費(fèi)者也樂(lè)于使用再生水的理想運(yùn)營(yíng)模式.

由此可知,政府、再生水廠商、消費(fèi)者三者之間的策略組合最終會(huì)收斂于何種演化穩(wěn)定策略將取決于政府管理成本、投資再生水項(xiàng)目成本、運(yùn)營(yíng)收益等各個(gè)參數(shù)值的大小.

2.3 案例分析——以西安市再生水市場(chǎng)為例

西安市作為一個(gè)水資源極其緊缺的城市,全市水資源總量?jī)H23.47′108m3,可利用量16.57′108m3,人均地表水占有量不足全省、全國(guó)人均量的1/4和1/8,遠(yuǎn)低于國(guó)際公認(rèn)的維持一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)正常發(fā)展人均所需水資源擁有量的最低限值.

從20世紀(jì)八、九十年代以來(lái),西安市污水排放量急劇上漲,而2006年以前建成并正式運(yùn)行的污水處理廠只有2座,日處理能力僅有31′104m3,工業(yè)和生活污水未經(jīng)處理直接排入水體,污染嚴(yán)重,且到2011年為止污水再生利用率不足3%.為處理污水,修護(hù)被破壞的環(huán)境,西安市政府每年財(cái)政支出巨大,滿(mǎn)足1(0,0,0)階段的-+<0.故將2012年以前西安市再生水回用情況視為上述博弈模型的第一階段,即政府無(wú)相應(yīng)政策,再生水企業(yè)不投資再生水項(xiàng)目,消費(fèi)者不使用再生水.

為緩解水資源壓力,2012年西安市出臺(tái)《西安市城市污水處理和再生水利用條例》,條例頒布了相關(guān)優(yōu)惠政策并要求相關(guān)企業(yè)及地區(qū)加強(qiáng)再生水推廣和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè).以2012年政策出臺(tái)為分水嶺,西安市再生水市場(chǎng)步入演化的第二階段.

據(jù)西安市統(tǒng)計(jì)局資料顯示,2012年西安市再生水生產(chǎn)量為47376′104t,使用量?jī)H為716.02′104t,產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩.出現(xiàn)這種情況是由于再生水市場(chǎng)剛步入發(fā)展階段,設(shè)施配備不完全,且市場(chǎng)依舊由消費(fèi)者主導(dǎo),而此階段消費(fèi)者的最佳策略選擇是“使用自來(lái)水”,政府部門(mén)操之過(guò)急,高估了再生水的市場(chǎng)接受度.為避免這種情況再次出現(xiàn),隨后幾年西安市再生水產(chǎn)量基本貼合再生水使用量(圖4).

圖4 2013~2017年西安市污水處理情況

為進(jìn)一步推廣再生水市場(chǎng),西安市擬投資6.8億建設(shè)再生水管網(wǎng)460km,擬投資3.04億建立再生水處理設(shè)施,并提供了專(zhuān)項(xiàng)資金用于扶持各單位建設(shè)再生水利用項(xiàng)目.經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展,西安市再生水回用量已由2012年的716′104t增長(zhǎng)至3493′104t,增幅488%,新增再生水廠13座,證明了再生水發(fā)展初期政府支持的重要性及有效性.

2012年至今,西安市再生水廠數(shù)量穩(wěn)步增加,運(yùn)營(yíng)情況也由虧損轉(zhuǎn)為盈利,表明再生水廠商的演化穩(wěn)定點(diǎn)已由2(1,0,0)階段的Q1+2<C+C演化至3(1,1,0)階段的C+C<1+2.再生水廠商的決策由“不投資再生水項(xiàng)目”轉(zhuǎn)向“投資再生水項(xiàng)目”,西安市再生水市場(chǎng)正穩(wěn)步向第三階段過(guò)渡.

2017年西安市再生水產(chǎn)量及回用量的大幅度提升從側(cè)面反映了消費(fèi)者對(duì)再生水接受度有所提高,部分消費(fèi)者開(kāi)始選擇“使用再生水”這一策略,但僅有的一年數(shù)據(jù)只能證明政府支持及再生水廠商的宣傳發(fā)展對(duì)促進(jìn)消費(fèi)者觀念轉(zhuǎn)變有一定的作用,并不能證明西安市再生水市場(chǎng)已完全步入了模型的第三階段.

綜上所述,西安市再生水回用市場(chǎng)正處于第二階段向第三階段過(guò)渡過(guò)程中.

在再生水回用市場(chǎng)演化過(guò)程中,政府應(yīng)以市場(chǎng)為基礎(chǔ),以充分發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制作用為前提,通過(guò)政策手段促進(jìn)再生水市場(chǎng)發(fā)展.在后續(xù)發(fā)展中,政府應(yīng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、媒體等手段對(duì)再生水的環(huán)境效益進(jìn)行宣傳,提高再生水的曝光度,增加公眾的接受度,引導(dǎo)消費(fèi)者使用再生水以提高市場(chǎng)需求量.除政府支持外,為推動(dòng)再生水市場(chǎng)發(fā)展還需再生水廠商及消費(fèi)者承擔(dān)其相應(yīng)的社會(huì)責(zé)任及環(huán)境責(zé)任.隨著水資源短缺以及再生水的普及,再生水廠商應(yīng)當(dāng)搶占市場(chǎng)先機(jī),爭(zhēng)取政府政策扶持,實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展.消費(fèi)者應(yīng)當(dāng)積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)約水資源的號(hào)召,轉(zhuǎn)變自身觀念,加強(qiáng)環(huán)保意識(shí),在日常生活中盡量減少水資源的消耗,以實(shí)際行動(dòng)來(lái)促進(jìn)節(jié)約型社會(huì)的建設(shè).

3 結(jié)論

3.1 再生水推廣的過(guò)程中政府、再生水廠商、消費(fèi)者三者的決策行為相互影響,政府政策的實(shí)施以及再生水廠商是否投資再生水項(xiàng)目受到消費(fèi)者產(chǎn)品選擇及消費(fèi)水平的制約.消費(fèi)者的選擇策略也與政府及再生水廠商對(duì)再生水產(chǎn)品的推廣程度有關(guān).

3.2 理想的演化穩(wěn)定狀態(tài)在再生水發(fā)展初期并不存在,為推動(dòng)再生水市場(chǎng)發(fā)展,需要采取提高補(bǔ)貼、提高自來(lái)水價(jià)、降低技術(shù)成本等手段.

3.3 政府的支持是推動(dòng)再生水市場(chǎng)發(fā)展的必要因素.政府支持能提高再生水廠商的投資力度,進(jìn)而使得整個(gè)演化狀態(tài)盡快從第一階段過(guò)渡至第三階段,提高再生水供給量.

3.4 政府支持下的再生水市場(chǎng)發(fā)展在第三階段向第四階段過(guò)渡時(shí)會(huì)出現(xiàn)瓶頸,此時(shí)應(yīng)通過(guò)加大宣傳力度等手段提高再生水回用量,增加市場(chǎng)需求以達(dá)到供需平衡.

3.5 市場(chǎng)發(fā)展后期政府應(yīng)與市場(chǎng)相互配合,讓“看的見(jiàn)得手”與“看不見(jiàn)的手”共同作用,努力形成市場(chǎng)作用和政府作用有機(jī)統(tǒng)一、相互補(bǔ)充、相互協(xié)調(diào)、相互促進(jìn)的格局,推動(dòng)再生水回用市場(chǎng)持續(xù)健康發(fā)展以達(dá)到理想的穩(wěn)定均衡狀態(tài).

[1] Massimiliano Si, Federico G A, Paolo R, et al. Feasibilitysustainability and circular economy concepts in water reuse [J]. Current Opinion in Environmental Science and Health, 2018,(2):22-25.

[2] 崔 丹,陳 馨,曾維華.水環(huán)境承載力中長(zhǎng)期預(yù)警研究-以昆明市為例 [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2018,38(3):1174-1184. Cui D, Chen X, Zeng W H. Investigations on the medium-to-long term early warning of water environmental carrying capacity-A case study of Kunming City [J]. China Environmental Science, 2018,38(3): 1174-1184.

[3] 李玲玲,徐琳瑜.特大城市水資源承載力政策響應(yīng)的動(dòng)態(tài)模 [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2017,37(11):4388-4393. Li L L, Xu L Y. Dynamic simulation of policy implications for the water resources carrying capacity of megacities [J]. China Environmental Science, 2017,37(11):4388-4393.

[4] 許 靜,王永桂,陳 巖,等.中國(guó)突發(fā)水環(huán)境污染事件時(shí)空分布特征 [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2018,38(12):4566-4575. Xu J, Wang Y G, Chen Y, et al. Spatial distribution and temporal variation of sudden water pollution incidents in China [J]. China Environmental Science, 2018,38(12):4566-4575.

[5] Petrovic M, Ginebreda A, Acuna V, et al. Combined scenarios of chemical and ecological quality under water scarcity in Mediterranean river [J]. Trends in Analytical Chemistry, 2011,30(8):1269-1278.

[6] Tamar O, Aviad S, Eran F. A comparative social life cycle assessment of urban domestic water reuse alternatives [J]. International Journal of Life Cycle Assessment, 2018(23):1315-1330.

[7] Nikolaos V.Water reuse from a circular economy perspective and potential risk from an unregulated approach [J]. Current Opinion inEnvironmental Science and Health, 2018,(2):32-45.

[8] Chen Z, Ngo H H, Guo W. A critical review on the end usesof recycled water (Review) [J]. Critical Reviews in Environmental Scienceand Technology, 2013,43(1):1446-1516.

[9] Teresa N. Water reuse and desalination in Spain-challenges and opportunities [J]. Journal of Water Reuse and Desalination, 2018,8(2): 153-168.

[10] 郭宇杰,王學(xué)超,周振民.我國(guó)城市污水處理回用調(diào)查研究 [J]. 環(huán)境科學(xué), 2012,33(11):3881-3884. Guo Y J, Wang X C, Zhou Z M. National survey of urban sewage reuse in China [J]. Environmental Science, 2012,33(11):3881-3884.

[11] 李燕群,何通國(guó),劉 剛,等.城市再生水回用現(xiàn)狀及利用前景 [J]. 資源開(kāi)發(fā)與市場(chǎng), 2012,27(12):1096-1100. Li Y Q, He T G, Liu G, et al. Current situation and prospect of reclaimed municipal wastewater utilization [J]. Resource Development and Market, 2012,27(12):1096-1100.

[12] 楊樹(shù)蓮,段治平.再生水與城市自來(lái)水比價(jià)關(guān)系研究-以青島市為例 [J]. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)與管理研究, 2018,(7):23-27. Yang S L, Duan Z P. Research on the price relations between reclaimed water and tap water supply in Qingdao [J]. Technoeconomics and Management Research, 2018,(7):23-27.

[13] 胡洪營(yíng),杜 燁,吳乾元,等.系統(tǒng)工程視野下的再生水飲用回用安全保障體系構(gòu)建 [J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2018,31(7):1663-1173. Hu H Y, Du Y, Wu Q Y, et al. Building the security guarantee system for water potable reuse in the vision of systematic engineering [J]. Research of Environmental Sciences, 2018,31(7):1663-1173.

[14] 高旭闊,吳思遠(yuǎn).西安市再生水的公眾認(rèn)知及接受意愿研究 [J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2019,33(6):63-69. Gao X K, Wu S Y. Research on public perception and acceptance willingness of reclaimed water in Xi’an [J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2019,33(6):63-69.

[15] 高旭闊,張 迪.考慮環(huán)境因素的城鎮(zhèn)污水處理投資效率—基于三階段DEA的方法 [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2018,38(9),3594-3600.Gao X K, Zhang D. Efficiency evaluation of the investment in urban sewage treatment via the three stage DEA method considering environmental factors [J]. China Environmental Science, 2018,38(9):3594-3600.

[16] Chew I L M, Chwan D, Foo Y, et al. Game theory approach to the analysis of inter-plant water integration in an eco-industrial park [J]. Journal of Cleaner Production, 2009,17(18):1611-1619.

[17] Aviso K B, Tan R R, Culaba A B. Designing eco-industrial water network using fuzzy mathematical programmer [J]. Clean Technologies and Environmental Policy, 2010,12(5):353-363.

[18] 魏騰展,劉曉君.再生水回用市場(chǎng)體系構(gòu)建的博弈分析 [J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011,39(12):7411-7413. Wei T Z, Liu X J. The Game Analysis of reutilization of regenere water market system construction [J]. Journal of Anhui Agriculture Science, 2011,39(12):7411-7413.

[19] 段 濤,劉曉君.城市再生水的需求分析 [J]. 生態(tài)環(huán)境, 2007,(4): 151-153. Duan T, Liu X J. Study on demand for urban reused water [J]. Ecological Environment, 2007,(4):151-153.

[20] Martin L L, Frahm K. The changing nature of account ability in administrative practice [J]. Journal of Sociology and Social Welfare, 2010,37(1):137-142.

[21] Smith H M, Brouwer S, Jeffrey P, et al. Public responses to water reuse -Understanding the evidence [J]. Journal of Environmental Management, 2017,20(7):43-50.

[22] Ritzberger K, Weibull J W. Evolutionary selection in normal form game [J]. Econometrica, 1996,63(6):1371-1399.

Evolution path of reclaimed water reuse based on three-party game.

GAO Xu-kuo*, YAN Meng-ting

(School of Management, Xi’an University of Architecture and Technology, Xi'an 710055, China)., 2019,39(12)：5361~5367

For purpose of promoting the construction of reclaimed water market, this paper took Xi'an city asexample by researching on its developmentprocess of reclaimed water market. From the perspective of evolutionary game theory, we studied the equilibrium and evolutionary paths for a tri-game between government, manufacturers and consumers in the reclaimed water reuse market. Our analysis showed that the evolutionary process of reclaimed water reuse market consisted of four stages and the system could evolve to different equilibriums at different stages. Support from government can significantly improve the amount of reclaimed water treatment and recycling in the initial stage. In the subsequent stages of development, the participation of manufacturers and acceptance of consumers should be improved by distributing financial subsidies, improving utility of using reclaimed water, reducing utility of tap water, increasing profit of reclaimed water manufactures and reducing cost of government management.

reclaimed water；reclaimed water reuse；evolutionary game；decision-making behavior analysis

X703

A

1000-6923(2019)12-5361-07

高旭闊(1973-),男,陜西西安人,教授,博士,主要從事環(huán)境經(jīng)濟(jì)相關(guān)研究.發(fā)表論文30篇.

2019-05-08

國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金資助項(xiàng)目(15BGL140)

* 責(zé)任作者, 教授, gao_xk@163.com