基于区间投影寻踪的流域城市层初始水权配置方法研究

杨慧文 冯天易 季张含昱

摘要：面向严控用水总量强度的要求，已有水权配置研究较少考虑不确定因素对配置指标厦配置过程的影响，针对此问题，遵循“现状－公平－效率－可持续”原则，设计差别化配置指标体系，构建基于区间投影寻踪的流域城市层初始水权配置模型，以区间数表征配置结果，为初始水权配置提供更合理的决策范围。以太湖流域为捌分析，结果表明各城市规划年水权配置结果相较于历史年用水比例具有较强的异质性，这说明配置过程既遵循现状用水习惯和城市发展差异，又能体现公平性和可持续性。该研究可为初始水权高效配置提供决策支持。

关键词：初始水权；投影寻踪；优化配置；太湖流域

中图分类号：X522 文献标志码．A

前言

“十四五”规划提出，要建立水资源刚性约束制度，提高水资源集约安全利用水平。面向“十四五”规划新要求，各地应协调初始水权配置需求，加强水资源科学管理，强化用水总量和用水强度的“双控行动”，统筹水资源的合理开发与保护，为经济高质量发展提供坚实的水资源保障。流域城市层初始水权配置是提高水资源集约安全利用水平的重要手段，对城市经济发展和解决城市间水权矛盾具有重要意义。

目前，国内外学者针对水权配置在配置对象、配置原则和配置结果等方面进行了诸多研究。在配置对象上，Liu等以跨国河流沿岸国家为水权配置对象。Zhang等建立两阶段随机规划水权配置模型并应用于太湖流域省区水权分配问题。Feng研究流域中不确定可用水量在农业、生活、工业部门间的水权配置问题。在配置原则上，吴蓉等提出基于生态优先原则的跨流域水资源优化配置方案。Meng等在分析流域水质、用水和部门需求的基础上建立了改进的非精确两阶段随机规划模型。在配置结果上，Dadmand等研究了水资源在农业、社会和工业部门间的分配并获得精确配置结果。阎烁以区间数给出了农业水价方案。贾绍凤等提出黄河流域水资源精确配置方案。

国内外现有水资源配置方法是初始水权配置的良好探索，也在水权配置实践中发挥着指导作用，但是在建立水资源刚性约束制度新要求下，尚存在不足：以流域视角下的城市作为初始水权配置对象的研究较少；考虑不确定因素对配置指标及配置过程影响的研究尚不多见。因此针对现有研究的不足，在严控用水强度要求下，设计可以流域城市曾初始水权差别化配置指标体系，构建基于区间投影寻踪的城市初始水权配置模型。最后，以太湖流域为例展开实证分析，检验模型的有效性和适用性。

1指标体系设计

城市初始水权差别化配置体系是基于公平地确认城市之间差异的差额分配。在借鉴国内学者的配置原则的基础上，合理设计流域城市层初始水权差别化配置原则和指标体系见表1。

由于各城市历史用水习惯、供水设施建设存在差异，在初始水权分配时尤要关注水权分配与城市用水现状的适配性。研究选取现状用水量（万m3）、人均用水量（m3）、单位面积用水量（万m3）作为表征城市用水习惯的指标；选取供水管网长度（km）作为表征城市供水设施建设的指标。资源禀赋是地区水资源承载力的重要表现，用水人口是地区初始水权配置的准绳，二者可以作为公平性原则的表征因子。因此，选取多年平均供水量（万m3）、用水人口（万人）、区域面积（km2）这三个表征指标，以实现城市间的配水需求和促进城市协调发展的目标。由于城市间经济活动差异大，而初始水权配置更多地是满足经济发展需要，所以选取万元GDP用水量（m3）、规模以上万元工业增加值用水量（m3）作为表征经济活动差异的指标，将现实经济活动量作为初始水权配置的影响因素，有利于落实用水强度控制要求，保证初始水权配置高效，调动城市高质量发展经济的积极性。由于初始水权配置须同时满足人类基本用水需求和经济发展需求才能提高城市对水权配置方案的整体满意度，研究选取人均需水量（m3）、万元GDP需水量（m3）作为表征城市可持续发展的指标。