博弈论模型在解决水资源冲突上的运用

水资源短缺和水质恶化是当今众多发展中国家所面临的两个严重问题。而水质和水量的管理通常涉及众多的利益相关者。在缺乏完善的水资源市场和产权制度时,水资源开发利用上的冲突不可避免。博弈论是解决这类冲突的一种有效方法。本文以南水北调中线工程所涉及的不同利益相关者的水冲突为例,采用非合作与合作博弈分别对水资源的冲突进行了模拟。统计学和经济计量学的回归分析法用来构建博弈各方的效益函数,成本效益分析法用来比较不同战略下的博弈结果。研究结果显示, 非合作虽然使局中人2、3和4分别获利约0.15-0.32亿元、0.59-0.36亿元、0.08-0.29亿元的收益,但却使整体受损约662.01-1218.33亿元,而合作的结果恰恰相反。因此,如果能够把合作所带来的部分净收益从赢利方转向损失方,以补足损失方的损失,博弈各方均能受益。此模拟方法及结果不仅有利于博弈各方,而且在水资源的合理分配﹑水价的制定﹑生态补偿等方面也为水资源管理部门提供决策支持。     

博弈论模型在解决水资源管理中利益冲突的运用

本文运用非合作与合作博弈的方法,对南水北调中线工程水资源管理中的有关利益冲突进行模拟和分析。其中,以统计学和经济计量学的回归分析法构建博弈各方的效益函数,以经济价值评估法折算水资源的价值和水污染的损失,用成本效益分析法比较不同战略下的博弈结果。模拟结果显示,若以北京为博弈的甲方,则非合作结果使局中的乙方、丙方和丁方分别获得0.15～0.32亿元、0.59～0.364亿元和0.08～0.29亿元的利益,但整体却遭受662.01～1218.33亿元的损失,而合作的结果恰恰相反。因此,如果能够把合作所带来的部分净收益从赢利方转向损失方,以补足损失方的损失,博弈各方均能受益。此模拟方法及结果不仅有利于博弈各方,而且也为水资源管理部门提供决策支持。     

博弈论在水资源冲突中应用的研究进展

与传统的定量分析方法和最优化方法相比,博弈论能更好地识别和模拟水资源冲突主体的决策机制,并考察不同冲突间的相互作用机制。通过梳理和归纳有关文献,分别从水资源配置冲突、跨界水污染冲突和水资源冲突协调机制3个方面,对博弈论在解决水资源冲突中的运用进行了综述,并在此基础上提出了研究展望。鼓励运用市场经济宏观调控机制解决流域水资源水量和水质双重利用冲突;流域初始水权分配定量化有待深入研究。     

博弈论在跨界水资源开发中的应用

本文从跨界水责源合作开发、利益共事的理念入手,阐速了合作的类型和必要巨。阐明了为什么利益权衡优于水量分配．并运用合作博弈理论论说形成稳定的、有约束性的合作协议的可行性。文章进一步以国内外合作开发的实饲说明在不同层面上,利益分享的一些具体方式和机制形成过程。在此基础上．提出对于设计、建立公平有效的利益分享机制的建议。     

基才博弈论的南水北调水资源调度算法研究

文章首先介绍了南水北调工程概况,然后根据博弈理论建立了基于双层博弈、序贯博弈、重复博弈的三种南水北调水资源调度算法,构成了南水北调水资源调度的分析模型,从而揭示水资源冲突的性质、特征及协调解决的方法。     

我国现有水资源冲突管理制度体系探析

对我国现行的水资源冲突管理制度体系展开了述评。主要梳理了国家制定的水资源冲突管理制度、国务院组成部门的水资源冲突管理制度,以及上述两类制度的主要内容;分析了水量冲突管理制度、水质冲突管理制度以及跨界水资源冲突管理制度存在的不足之处。在此基础上,提出了完善我国水量冲突管理制度、水质冲突管理制度、跨界水资源冲突管理制度方面的有益建议,可为水资源冲突管理部门和相关决策机构系统构建我国的水资源冲突管理制度提供参考与借鉴。     

三维图示模型在流域水资源地域冲突分析中的应用

本文从流域水资源地域冲突问题的界定出发,引入解决冲突的三维图示模型,该模型使用不完备信息冲突分析方法,能够很好地结合所掌握的信息对流域水资源冲突结果做出预测,辅助流域水资源冲突局中人进行高效决策。最后以官厅水库为例将该模型应用于流域水资源地域冲突分析中,取得了满意的结果。     

水资源优化配置的冲突问题博弈分析

力求通过建立完全信息动态博弈模型求解水资源冲突分析问题．博弈模型主要针对一条河流上、下游为了分享水资源,从各自要求出发,提出的解决方案与流域管理机构进行协调之间的用水冲突问题,力求通过流域管理机构的水资源费率和宏观调控的水权交易价格,求解水资源可持续发展情况下的市场均衡模型．以此达到有水资源费率和水权交易两种调控手段的情况下各决策者追求自身利益的结果．     

水资源冲突协同谈判刍议

水资源冲突普遍存在于水资源开发与利用过程中,已成为危及地区和平与安定,制约地区经济发展的重要因素。谈判是一种缓解冲突的有效方法。谈判学作为一门科学,其丰富的内容和手段,为实现水资源冲突的缓解乃至解决,提供了新的思路。从冲突协同理论分析水资源冲突入手,研究针对水资源冲突进行谈判的概念、内容与决策的机理。认为要想解决水资源冲突,必须最终走向协同,而谈判正是这样一种良好的“协同手段”。     

跨界水资源冲突的动因分析

跨界水资源冲突的主要表现形式为跨界水污染、取水、水利工程、河道采砂冲突。以区域利益为视角,运用经济学理论分析发现,跨界水资源冲突的主要动因有:(1)不同区域水资源利用的收益与成本函数的差异;(2)水资源空间性、流动性导致区域差异的循环累积;(3)水资源循环性导致区域水资源产权不明晰;(4)取水、污染和水利工程的外部性导致水资源的过量开发利用;(5)水资源准公共品性质导致区域存在加大本地区开发利用程度,而限制其他区域开发利用的内在冲动。在未来的流域水资源管理中应积极探索"流域管理与区域管理相结合"的新模式,注重研究水资源开发利用中的区域利益及其相互关系,并加强流域水资源冲突管理。     

Unpacking water conflicts: a reinterpretation of coordination problems in China’s water-governance system

In China, water conflicts have been traditionally framed as the external costs of economic development and tackled with technocratic measures. This study examines water conflicts through the lens of water diversion, water allocation and water functional zoning. It reframes water conflicts as a result of coordination problems nested in complex inter-jurisdictional interactions. With a game-theoretic illustration, it identifies that individual and group heterogeneities are two challenges to effective coordination. It argues that China’s state-centric water institutions are tailored to optimize overall social utilities, yet they constrain coordination due to insufficient costs and benefits redistribution mechanisms at the local level.     

引江济汉工程对汉江中下游生态环境影响

引江济汉工程作为南水北调的配套工程,将在改善汉江中下游生态环境方面发挥不可忽视的作用.基于河流水质模型及河流综合水质生态模型从水文、水质、鱼类、藻类及血吸虫病传播等方面,论述了引江济汉工程的实施对汉江中下游生态环境的影响.研究结果表明:引江济汉工程在一定程度上提高了汉江中下游的水位和流量,降低了汉江中下游水体的污染物(COD)浓度,能够在一定程度上控制"水华"现象,改善鱼类的生存空间,但同时也存在造成血吸虫病传播的潜在风险.     

引江济汉工程水量调度方案初步研究

以南水北调中线一期工程建成通水,引汉济渭工程、鄂北水资源配置工程开工建设为背景和边界条件,以引江济汉工程设计功能为目标,研究了引江济汉工程水量调度方案。根据引江济汉工程、汉江中下游河道内外用水实际情况,建立了引江济汉工程水量调度模拟模型。以不同规划对汉江中下游河道外需水预测、不同丹江口工程下泄流量为方案变量,初步提出了引江济汉工程水量调度的规则。     

南水北调中线调水后汉江中下游水资源配置的稳健博弈研究

针对南水北调中线工程运行以来汉江中下游径流量大幅减少,水资源供需矛盾突出的问题,基于水资源配置空间均衡准则,以生活、工业、农业3个用水部门水量分配满意度最大为目标函数,建立了水资源配置稳健博弈模型,分析了中线工程调水前后各主体水量分配满意度变化,并将稳健博弈模型与多目标优化模型的结果进行了对比。结果表明：在不确定性条件下,稳健博弈模型通过降低目标值来提高可靠性,得到的稳健均衡解劣于纳什均衡解;南水北调中线工程调水后,用水部门整体水量分配满意度下降幅度为9.4%,生活、工业、农业用水部门满意度分别下降4.9%、10.4%、12.9%;需水量最大的农业用水部门水量分配满意度目标值对稳健参数的变化最为敏感。     

Water quality management: A regional perspective— The severn-trent area

The management of water quality in U.K. rivers is going through a period of major change due to the proposed reorganization of the water industry and to the increasing demands on river resources and the imposition of stricter environmental standards. Changes to the river classification scheme and effluent consent conditions are discussed. A brief summary is given of some of the quality problems that are of particular concern in the Severn-Trent area. The impact on quality of river regulation including in-river purification lakes is described. Catchment models have been developed to assist with the management of river resources. These and other river quality modelling techniques are reviewed.     

水质保护与用水效率的主从博弈稳健优化模型及其应用

水资源系统的复杂不确定性为可靠的水资源优化配置带来挑战.为实现水质保护与用水效率均衡,基于量化水资源系统不确定性的稳健参数建立了主从博弈稳健优化模型,并采用稳健对等转换法和模糊满意度算法进行联合求解.以汉江中下游流域为研究区域,结果表明:主从博弈稳健模型的均衡解劣于确定性多目标模型的优化解,模型以牺牲目标最优值为代价提高了可靠性;不确定性影响均衡解的决策范围,高不确定度下均衡解范围更宽,能够为不确定性下提升决策策略的适应性提供依据.相比于单目标的水质保护稳健模型与经济发展稳健模型,主从博弈稳健模型能提供更均衡的水资源配置方案.模型的敏感性分析揭示了目标层对稳健参数变化的响应规律.本研究可为不确定情景下水资源冲突管理提供适应性稳健决策方法.     

基于博弈论-云模型的湖北省汉江中下游地区水资源承载力评价

针对现有水资源承载力评价方法单一赋权和主观选择不确定性的局限,构建了水资源承载力综合评价指标体系,考虑到水资源承载力评价的不确定性,采用博弈论融合单一赋权法生成指标权重,基于灰色关联-TOPSIS法获取贴近度,并对云模型进行优化,提出了基于博弈论-云模型的评价方法,综合评价了湖北省汉江中下游地区8市2010—2020年水资源承载力时空变化。结果表明：水资源承载力水平上游高于下游,具有较强的聚集特征,空间分异性明显;2011年水资源承载力水平最低,2020年最高,总体呈波动上升趋势;各市水资源承载力水平以中等为主,部分年份达警戒水平。     

引调水工程对汉江中下游水文情势的累积影响

为识别引调水工程对汉江中下游水文情势的累积影响,通过设置3种不同预测情景,采用一维水动力学模型,分析了引调水工程实施和汉江中下游7个梯级枢纽联合运行下的流量、流速演变特征和趋势。结果表明：南水北调中线一期、引汉济渭、鄂北地区水资源配置、引江济汉等工程调水后,汉江中下游径流过程减水和坦化明显,流速减小,典型平水年黄家港、皇庄、仙桃断面年均流量分别减少38%、28%、18%,年均流速分别降低9%、9%、3%,典型枯水年年均流量分别减少27%、22%、1%,年均流速分别降低13%、8%、1%。叠加引江补汉工程影响后,引调水工程的不利累积影响微弱,典型平水年黄家港、黄庄、仙桃断面年均流量和流速减幅基本不变,典型枯水年黄家港、皇庄断面年均流量降幅变为16%、12%,年均流速降幅变为4%、3%,仙桃断面年均流量和流速则由减少状态变为增加4%和2%;典型枯水年黄家港、皇庄、仙桃断面枯水期流量最大增幅分别由139%、97%、160%增加至201%、146%、173%,改善了枯水期水动力条件,使黄家港断面最小下泄流量满足程度由情景一的75%逐步提升至情景二的94%和情景三的98%;汉江中下游仍面临水量减少带来的部分时段最小下泄流量和敏感期生态流量难以保障、水华现象仍可能发生等生态环境风险,建议统筹考虑引调水工程对水文情势的累积影响,研究提出汉江中下游生态流量调度方案。     

Hydrological Impacts of Flood Storage and Management on Irrigation Water Abstraction in Upper Ewaso Ng’iro River Basin, Kenya

The upper Ewaso Ng’iro basin, which starts from the central highlands of Kenya and stretches northwards transcending different climatic zones, has experienced decreasing river flows for the last two decades. The Naro Moru sub-basin is used to demonstrate the looming water crisis in this water scarce river basin. The objective of the study was to show the extent of dry seasons’ irrigation water abstractions on river flows, and to assess the hydrological impact of flood storage on temporal water distribution and irrigation water management. Decreasing river flows are attributed to over-abstraction mainly for irrigating horticultural crops. The number of abstractors has increased four times over a period of 10 years. The amount of water abstracted has also increased by 64% over the last 5 years. Moreover, the proportion of unauthorized abstractions has been increasing over the years, currently at about 80% and 95% during high and low flows respectively. This has resulted in alarming conflicts among various water users. The situation is aggravated by low irrigation efficiency (25–40%) and inadequate flood storage facilities. The paper analyzes over 40 years’ observed river flow data and 5-year interval water abstraction monitoring records for 15 years. It assesses whether flood storage and management, can reduce dry seasons’ irrigation water abstractions without significantly reducing river flows to affect the sustenance of natural ecosystems downstream. The results demonstrate that flood storage and management can reduce water abstraction and increase river flows during the dry seasons, without significantly reducing high flows to affect the downstream water users. However, socio-economic, hydrological and environmental implications should be considered if a sustainable river basin water resources management strategy is to be developed and implemented. The case study of Naro Moru sub-basin is representative of the situation in the other sub-basins, and hence can be taken as a pilot basin for developing an integrated water resources management strategy that will foster socio-economic development with minimal negative hydrological impacts in the water scarce upper Ewaso Ng’iro river basin.