基于耦合视角的流域初始水权配置框架初析——最严格水资源管理制度约束下

第36卷第11期2014年11月2014，36（11）：2240-2247Resources ScienceVol.36，No.11Nov.，2014收稿日期：2014-01-15；修订日期：2014-08-22基金项目：国家自然科学基金项目：“最严格水资源管理制度约束下流域初始水权耦合配置方法研究”（编号：41271537）；国家社会科学基金重大项目：“保障经济、生态和国家安全的最严格水资源管理制度体系研究”（编号：12&ZD214）；国家社会科学基金青年项目：“弱势群体保护视角下黄河上游水生态补偿机制研究”（编号：13CGL095）。

作者简介：张丽娜，女，河南商丘人，博士生，主要从事水资源管理和有效配置研究。

E-mail ：linazhangv@ 通讯作者：吴凤平，E-mail:wfp@文章编号：1007-7588（2014）11-2240-08基于耦合视角的流域初始水权配置框架初析——最严格水资源管理制度约束下张丽娜1，吴凤平1，贾鹏2（１.河海大学商学院，南京211100；2.中交城市轨道交通设计研究院有限公司，武汉430056）摘要：实行最严格水资源管理制度是解决我国日益复杂的水问题与实现水资源有效配置的崭新思路。

明晰流域初始水权是落实最严格水资源管理制度的重要途径和技术支撑，流域初始水权配置的理论与实践必须适应这一制度的要求。

面向最严格水资源管理制度的约束，本文结合国内外初始水权配置相关研究进展的系统梳理，在提出相关概念及剖析其内涵的基础上，以用水总量控制、用水效率控制和纳污量控制为基准，构建基于耦合视角的流域初始水权配置方法与理论框架，具体思路如下：①针对省区初始水权配置子系统，基于量质耦合获得流域内不同省区的初始水权量；②针对政府预留水量配给子系统，基于供需双侧耦合确定流域级政府预留水量；③为保障两个子系统协调发展，建立基于耦合协调性判别准则的循环耦合模型，获得流域初始水权配置推荐方案，并详细阐述该研究框架各组成部分的工作原理及其之间的工作关系。

关键词：耦合；三条红线；配置框架；流域初始水权配置；最严格水资源管理制度1前言20世纪末以来，由于水资源的无序开发和低效利用，以水资源短缺、水污染加剧和水环境恶化等为主要特征的水问题日趋复杂，水资源供需矛盾日益凸显，已成为制约我国经济社会发展的瓶颈[1]。

这些危机在我国七大流域均有所体现，尤其在资源性缺水地区表现尤为突出[2]。

为解决我国日益复杂的水问题，实现水资源的有效配置和高效利用，我国实行最严格水资源管理制度，确立了三条红线，即水资源开发利用控制红线、用水效率控制红线、水功能区限制纳污红线[3，4]。

这充分体现了国家对水资源管理的战略需求和制度安排。

水资源合理配置是水资源开发利用的前提、提高用水效率的基础及维护水生态环境的保障，故每一条红线的落实都与水资源合理配置密切相关[5]。

而明晰流域初始水权是实现水资源在各区域以及各用水行业之间进行公平、合理、有效配置的重要途径，是促进水资源合理配置的前提基础和重要内容[6]。

因此，明晰流域初始水权是落实最严格水资源管理制度的重要途径和技术支撑。

同时，流域初始水权配置的理论与实践又必须适应这一制度的要求，以用水总量控制、用水效率控制和纳污量控制（简称“三条红线控制”）为基准，形成规模适度、结构合理的流域初始水权有效配置方案。

近年来，国内外学者结合各国的水资源开发利用现状和水资源管理体制等，基于不同视角开展研究，提出了各具特色的流域初始水权配置方法。

国外学者针对流域初始水权配置方法的研究，已倾向于从单一的水资源模型向多模型、多目标或不同阶段耦合方向发展。

其主要观点与成果表现在：①多模型耦合方法。

Condon 等将几个线性优化水资源配置算法模块耦合为一个集成的物理-水文-水资源管理模型[7]，并应用于美国沃希托河的水资源配置。

Wanshun Zhang 等将污染物迁移和水循环过程2014年11月张丽娜等：基于耦合视角的流域初始水权配置框架初析考虑在内[8]，建立流域水量水质耦合水资源配置模型；②多目标耦合方法。

Xevi等利用响应矩阵方法，将地下水模拟模型和多目标优化模型进行耦合构建多目标水资源配置模型[9]；③基于博弈的配置方法。

Kerachian等研究了基于水质的地表水和地下水的综合配置问题，提出了解决该问题的两种冲突博弈模型，并将模型应用于德黑兰省的水资源配置[10，11]。

国内学者主要是基于平衡、交互、研讨等耦合思想，探讨使配置过程相互关联、配置结果相对合理的配置模型或方法。

其主要观点与成果有：①采用平衡或交互方法。

王浩等基于水资源“三次平衡”分析进行流域初始水权配置[12]。

吴丹等基于三条红线控制，构建流域初始二维水权耦合配置的双层优化模型，实现流域初始取水权与排污权的合理配置[13]；②采用集成研讨的方法。

王慧敏等把综合集成研讨厅理论引入流域初始水权配置中，将多利益主体定性的、不全面的感性认识加以综合集成，并采用群决策模型进行方案选择[14]；③采用智能调控的方法。

王宗志等面向最严格水资源管理制度，提出基于初始二维水权的流域水资源调控理论框架[15，16]。

同时，我国水权配置实践进展明显。

继1987年编制的黄河正常来水年及1997年编制的黄河枯水年可供水量分配方案之后，2005年以来先后开展了松辽流域水资源使用权初始分配专题研究，霍林河流域、大凌河流域省（自治区）际初始水权分配试点工作等，并相继出版了一批理论成果[12，17-19]。

从流域初始水权配置方法的发展趋势看，已逐步实现从基于比较单一配置原则的配置方法向在配置模型中嵌入平衡、协商、交互等耦合思想的配置方法等方向发展。

在现有借鉴耦合思想进行流域初始水权配置方法的研究中，大多建立的是相对比较宏观的配置思想、配置理念或配置框架，这些思想或理念在流域初始水权配置实践中起到了良好的指导作用。

但笔者认为这些方法在最严格水资源管理制度的约束下，尚存在两点不足：①目前对不同类别的初始水权集成耦合方法的研究尚处于起步阶段，有关水量与水质相结合的研究较少，未见专门针对省区初始水权与流域级政府预留水量之间的集成耦合模型；②将用水效率有机嵌入到目标函数或约束条件中的配置模型尚不多见。

面向最严格水资源管理制度，本文将基于耦合的视角，针对流域初始水权配置系统需要解决的核心问题，以“三条红线控制”为基准，提出流域初始水权配置方法与理论框架。

2相关概念及解析2.1最严格水资源管理制度的概念及解析结合现有的最严格水资源管理制度概念解析的研究成果[20-23]，笔者认为最严格水资源管理制度以水资源配置、节约和保护为重点，通过统一规划和水资源论证，建立水资源开发利用控制红线，严格实行用水总量控制，建立用水效率控制红线，全面推进节水型社会建设，建立水功能区限制纳污红线，严格控制入河湖排污总量，通过开发、利用、保护、监管四项制度，实现社会经济发展与水资源水环境承载能力相协调，推动社会经济长期平稳较快发展。

最严格水资源管理制度的核心是建立三条红线，而三条红线是基于水量和水质两个维度对水资源进行宏观总量控制和微观定额管理，通过四项制度保障落实，促进社会经济发展与水资源水环境承载力相协调。

水资源开发利用红线要充分考虑水资源承载能力，是对取水的流域、区域等进行宏观总量控制，主要考虑水量问题。

用水效率控制红线要充分反映节水过程，是对用水的宏观总量控制和微观定额管理，因为它既可对一个流域、区域的用水量进行宏观总量控制，也可对行业、企业、用水户的用水量进行微观定额管理，可以直接影响水量，也可以间接考虑到水质，因为用水效率高意味着重复利用率高和污水排放少，有利于改善水质[24]。

水功能区限制纳污红线要充分考虑水环境承载能力，是对入河湖排污总量的宏观总量控制和微观定额管理，主要用于水质和水生态系统的保护。

三条红线对水资源管理的作用见图1。

笔者结合最严格水资源管理制度的概念及解析，对国内外有关流域初始水权配置模式进行全面梳理，总结出我国流域初始水权配置迫切需要解决的核心问题是以“三条红线控制”为基准，以协调上下游左右岸不同区域的正当用水权益、推动经济社会发展与水资源水环境承载力相协调为目的，以清晰界定产权归属、兼顾公平与效率、结合地区实际2241第36卷第11期资源科学情况等为省区初始水权配置原则，获得由水量水质耦合控制的省区初始水权配置方案，兼顾“供给-可能”和“需求-需要”两个方面确定政府预留水量，协调省区初始水权配置量和政府预留水量的分配比例，推进最严格水资源管理制度的落实，保障社会经济长期平稳较快发展。

其中，“供给-可能”是指在分析和确定政府预留水量时，应从预留水量“供给”量着手，考虑政府“可能”预留水量；“需求-需要”是指在分析和确定政府预留水量时，还应结合流域内各省区为解决应急供水等问题而产生的政府预留水量“需求”，考虑政府“需要”预留水量。

2.2基于耦合视角的流域初始水权配置相关概念及解析流域初始水权由流域级自然水权、省区初始水权和流域级政府预留水量三部分构成，其中，与流域初始水权相关的概念及其解析如表1所示[12]。

在流域初始水权的三个组成部分中，流域级自然水权的配置过程因其需求的特殊性一般处于相对独立的阶段，在本文中不进行讨论，本文的主要研究范围是省区初始水权的配置和流域级政府预留水量的确定，即在研究合理协调省区初始水权配置量和政府预留水量的分配比例的基础上，探讨流域初始水权如何在各省区有效配置的方法。

耦合过程是一个适应性学习过程，通过耦合，得以使初始水权的配置主体相互配合、互相适应，从而减少配置结果可能引发的争议，提高水权配置结果的满意度。

采用耦合视角研究流域初始水权配置理论和方法，主要基于以下考虑：第一，耦合在最严格水资源管理制度的执行过程中具有客观存在性。

由于水资源在数量和质量上具有天然双重耦合性，因此，用水总量控制制度和水功能区限制纳污制度在省区初始水权配置过程中必须统筹协调，对水量配置形成叠加耦合制约，同时也要考虑用水效率对水量和水质的影响；第二，流域级政府预留水量的供给与需求具有相互适应、相互配合的耦合关系；第三，政府预留水量的确定与省区初始水权配置量具有依存关系，因此，耦合在省区初始水权配置和流域级政府预留水量确定过程中具有客观存在性。

综合以上分析，本文提出基于耦合视角的流域初始水权配置的概念：在最严格水资源管理制度的约束下，针对流域初始水权配置系统中的内在耦合关系，通过省区初始水权配置子系统量质耦合、流域级政府预留水量配给子系统供需耦合以及两个子系统循环耦合，探讨不同要素之间彼此适应的初始水权配置方法。

基于耦合视角的流域初始水权配置系统中的耦合关系见图2。

图1三条红线对水资源管理的作用Fig.1The effect of three red lines on the water resourcesmanagement表1与流域初始水权相关的概念图2基于耦合视角的流域初始水权配置系统中的耦合关系Fig.2Coupling relationship in the basin initial water rights allocationsystem from the couplingperspective22422014年11月张丽娜等：基于耦合视角的流域初始水权配置框架初析3基于耦合视角的流域初始水权配置框架流域初始水权配置一般分三个阶段来完成：“为什么分配-配置什么-如何配置”。