基于區間投影尋蹤的流域城市層初始水權配置方法研究

楊慧文 馮天易 季張含昱

摘要：面向嚴控用水總量強度的要求，已有水權配置研究較少考慮不確定因素對配置指標廈配置過程的影響，針對此問題，遵循“現狀－公平－效率－可持續”原則，設計差別化配置指標體系，構建基于區間投影尋蹤的流域城市層初始水權配置模型，以區間數表征配置結果，為初始水權配置提供更合理的決策范圍。以太湖流域為捌分析，結果表明各城市規劃年水權配置結果相較于歷史年用水比例具有較強的異質性，這說明配置過程既遵循現狀用水習慣和城市發展差異，又能體現公平性和可持續性。該研究可為初始水權高效配置提供決策支持。

關鍵詞：初始水權；投影尋蹤；優化配置；太湖流域

中圖分類號：X522 文獻標志碼．A

前言

“十四五”規劃提出，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”規劃新要求，各地應協調初始水權配置需求，加強水資源科學管理，強化用水總量和用水強度的“雙控行動”，統籌水資源的合理開發與保護，為經濟高質量發展提供堅實的水資源保障。流域城市層初始水權配置是提高水資源集約安全利用水平的重要手段，對城市經濟發展和解決城市間水權矛盾具有重要意義。

目前，國內外學者針對水權配置在配置對象、配置原則和配置結果等方面進行了諸多研究。在配置對象上，Liu等以跨國河流沿岸國家為水權配置對象。Zhang等建立兩階段隨機規劃水權配置模型并應用于太湖流域省區水權分配問題。Feng研究流域中不確定可用水量在農業、生活、工業部門間的水權配置問題。在配置原則上，吳蓉等提出基于生態優先原則的跨流域水資源優化配置方案。Meng等在分析流域水質、用水和部門需求的基礎上建立了改進的非精確兩階段隨機規劃模型。在配置結果上，Dadmand等研究了水資源在農業、社會和工業部門間的分配并獲得精確配置結果。閻爍以區間數給出了農業水價方案。賈紹鳳等提出黃河流域水資源精確配置方案。

國內外現有水資源配置方法是初始水權配置的良好探索，也在水權配置實踐中發揮著指導作用，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配置對象的研究較少；考慮不確定因素對配置指標及配置過程影響的研究尚不多見。因此針對現有研究的不足，在嚴控用水強度要求下，設計可以流域城市曾初始水權差別化配置指標體系，構建基于區間投影尋蹤的城市初始水權配置模型。最后，以太湖流域為例展開實證分析，檢驗模型的有效性和適用性。

1指標體系設計

城市初始水權差別化配置體系是基于公平地確認城市之間差異的差額分配。在借鑒國內學者的配置原則的基礎上，合理設計流域城市層初始水權差別化配置原則和指標體系見表1。

由于各城市歷史用水習慣、供水設施建設存在差異，在初始水權分配時尤要關注水權分配與城市用水現狀的適配性。研究選取現狀用水量（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慣的指標；選取供水管網長度（km）作為表征城市供水設施建設的指標。資源稟賦是地區水資源承載力的重要表現，用水人口是地區初始水權配置的準繩，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）、區域面積（km2）這三個表征指標，以實現城市間的配水需求和促進城市協調發展的目標。由于城市間經濟活動差異大，而初始水權配置更多地是滿足經濟發展需要，所以選取萬元GDP用水量（m3）、規模以上萬元工業增加值用水量（m3）作為表征經濟活動差異的指標，將現實經濟活動量作為初始水權配置的影響因素，有利于落實用水強度控制要求，保證初始水權配置高效，調動城市高質量發展經濟的積極性。由于初始水權配置須同時滿足人類基本用水需求和經濟發展需求才能提高城市對水權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發展的指標。