水資源利用與排污控制的非合作博弈方法

付 湘，談廣鳴，黃 莎，劉雙郡

（1.武漢大學(xué) 水資源與水電工程科學(xué)國家重點實驗室，湖北 武漢 430072；2.武漢大學(xué) 海綿城市建設(shè)水系統(tǒng)科學(xué)湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430074）

1 研究背景

社會經(jīng)濟用水后的污染排放量對水生態(tài)環(huán)境施加壓力負荷，帶來水資源短缺、水環(huán)境污染、水生態(tài)破壞等諸多問題，而水生態(tài)環(huán)境的破壞反過來制約著水資源利用［1］。《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標(biāo)的建議》指出：綠水青山就是金山銀山，堅持尊重自然、保護優(yōu)先，主要污染物排放總量持續(xù)減少，完善環(huán)境保護約束性指標(biāo)管理。”這明確了生態(tài)環(huán)境具有重要的經(jīng)濟價值，良好的生態(tài)環(huán)境是經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，過度開發(fā)利用水資源、破壞水生態(tài)環(huán)境必然會影響社會經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量。

水資源開發(fā)利用與水環(huán)境保護等多目標(biāo)之間相互矛盾、相互競爭的情況下，利益相關(guān)主體進行的決策，常使用多目標(biāo)決策方法［2-4］，該方法以系統(tǒng)科學(xué)為理論基礎(chǔ)，運用最優(yōu)化理論求解水資源安全的社會、經(jīng)濟與環(huán)境目標(biāo)，這是一種自上而下的理想方法。該方法假定存在權(quán)威的決策者，不存在滿足各個目標(biāo)的同時最優(yōu)解，而是非劣解集，不是唯一的解而是一組解。在非劣解處，改善一個目標(biāo)函數(shù)的效益，必以犧牲其他目標(biāo)函數(shù)的利益為代價，在解決實際問題中，被選中的解只是非劣解集中權(quán)威決策者的偏好解［5-6］。由于多目標(biāo)優(yōu)化決策方法強調(diào)最優(yōu)化整體利益而忽視個體利益，引發(fā)個體利益與整體利益沖突［7］，出現(xiàn)整體效率與個體公平困境，使水資源利用安全面臨挑戰(zhàn)。……