博弈论模型在解决水资源管理中利益冲突的运用 Application of game theoretic models to solve the benefit conflicts in water resources management.pdfVIP

水 利 学 报 2009年8月 SHUILIXUEBAO 第40卷第8期 文章编号：0559．9350(2009)08．0910．09 博弈论模型在解决水资源管理中利益冲突的运用 魏守科1，雷阿林2，AlbrechtGnauckl (1．德国勃兰登堡州工业大学环境与工程处理学院生态系统及环境信息系，科特布斯03046； 2．长江水资源保护科学研究所，湖北武汉430051) 摘要：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 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。 关键词：水资源管理；冲突；博弈论；模拟；南水北调；成本效益分析 中图分类号：TV213 文献标识码： 1研究背景 水资源短缺和水质恶化是目前许多国家所面临的两个严重问题。据估计到2025年，世界79亿人 口中将有50亿人生存在水资源缺乏地区，连饮用和卫生所需的基本用水都很难满足n1。水资源管理中 涉及众多利益相关者，由于他们在水资源利用上通常有不同的需求、目标和战略旧。31，因而导致这些利 益相关者为争夺水资源而产生冲突H。5J，即冲突指的是两个或两个以上的社会单元在目标上互不相容 或互相排斥，从而产生心理上的或行为上的矛盾№。7J。当传统经济理论和政治制度不能很好协调和平 衡他们之间的利益时，冲突可能会激化。博弈论采用合作或非合作理论，对局中人的理性决策行为、战 略和均衡进行合理的模拟和分析，成为解决这种利益冲突的一种有效工具。在水资源管理领域，博弈论 最初运用于水资源联合项目的成本分配，如废水治理、处理设备项目[6-刊和供水项目Is-91等。为此，很多 公平分摊成本的方法也被发展起来，如极小核心法，Shapley价值法、Nash的讨价还价法等¨引。目前博弈 论在解决水资源管理中的利益冲突的研究集中于跨边界河流污染问题瞪1和水资源分配问题b’1卜121。 中国水资源总量居世界第6位，但人均水资源占有量仅为世界平均水平的1／4，是世界上最为缺水 的国家之一。我国水资源量不仅缺乏，而且时空分布也极不均匀。从水资源的时间分布来看，南方雨季 早而长，北方晚而短。从水资源的空间分布来看，南方水多、北方严重缺水。长江及其以南的南方地区 占国土面积的36．5％，但水资源量占全国水资源总量的81％。为了解决北方缺水问题，经过了50多年 的考察论证，国家决定实施南水北调工程。工程包括东、中和西三线。其中，中线工程将从汉江流域的 丹江口水库调水。此项工程将打破汉江流域长期形成的经济利益和生态系统的平衡，所以水资源管理 中利益冲突很难避免。本文正是以南水北调中线工程为例，阐述如何建立博弈模型解决水资源管理中 的利益冲突。 收稿13期：2008．06．18 一910一 万方数据 2区域概况与研究方法 2．1研究区域概况本文所涉及的研究区域主要为汉江流域上游和南水北调中线受水区。汉江发源 于陕西省西南部，流经陕西、湖北和河南省，在湖北武汉汇入长江，见图1。汉江长约1577km，是长江最 长的支流。汉江流域位于北纬30008 7—400ll’，东经106。127～1140147。流域面积约为159000km2，是长 江流域的第二大支流流域。 汉江流域属于亚热带季风区域。气候温和而潮湿，水资源丰富。根据1956—1998年水文系列分 析，汉江流域多年平均天然径流量为566亿m3，水资源总量为582亿m3。丹江口库区及汉江上游多年 387．8亿m3，约占汉江流域的70％。南水北调中线从汉江流域近期可调水量95亿m3，后期可调水量 121亿m3，年最大可调水量140亿m3。 图1汉江流域概