水权交易制度的运行

水权交易制度的运行（精选3篇）

水权交易制度的运行 第1篇

关键词：交易成本,水权市场,影响

从世界范围来看,水权交易的实践主要发生在美国西部、智利和墨西哥等地。从中我们可以发现,交易成本在很大程度上限制了水权市场的运行,影响到水权交易的效果,甚至使水权交易不具有可行性。本文拟具体分析水权交易成本的构成、影响因素及对水权市场运行的影响。

1 交易成本的基本概念

交易成本(Transaction Cost)最早由罗纳德科斯引入经济学。科斯把交易成本看作企业和市场的运作成本,并用交易成本说明企业生成的原因以及企业与市场的相互替代。张五常认为:“交易成本可以看作是一系列制度成本,包括信息成本、谈判成本、拟定和实施契约的成本、界定和控制产权的成本、监督管理的成本和制度结构变化的成本等”[1]。马修斯认为,交易成本是事先安排协约和事后监督、维护协约的成本总和,与之相对应的生产成本则是指执行协约的成本[2]。施蒂格勒则强调交易成本与信息成本的联系,认为在信息不完全条件下,与经济活动当事人之间权利交换(即交易)相关的许多活动,如搜集生产信息、讨价还价、订立并监督执行协约以及保护产权等将产生交易成本,其中的大部分可归结为信息成本,但不是信息成本的全部。综合起来,交易成本可以被看作是在信息不完全条件下,借助物品和劳务的让渡实现权利让渡过程中所产生的成本,其中包括谈判、签订、监督执行和维护交易协约的成本。[3]

2 水权交易成本的构成及影响因素

2.1 水权交易成本的构成

水权交易成本一般由两部分构成[4]:①行政性交易成本(Administration-induced transaction costs, AIC)。它包括在水的卖出价中,由买主承担。以加州水银行的水权交易为例,AIC包括基础信息搜寻成本(Costs of search),它是指有关水权的供给与需求关系、价格水平以及节水成本等信息,是市场参与者必须具有的信息,是形成竞争性水权市场的必要条件;AIC还包括谈判协商成本与决策成本,它由水权交易的双方承担。②政策性交易成本(Policy-induced transaction costs, PIC)。它由交易方和政府共同承担。被认为是现有法律要求所导致的,诸如对既得水权(Vested water rights)没有损害,对鱼类和野生动物没有不合情理的影响,以及减少对第三方的影响,PIC由卖主承担。这部分成本主要是监测与执行成本。费用是环境保护部门进行监测等工作时所发生的费用。

2.2 影响水权交易成本的基本因素

主要包括三点:①交易双方的行业范围。虽然跨行业的水权交易有利于降低节水成本,不同行业之间节水成本的差异会带来更大的降低节水成本的空间,但是,在节约交易成本方面却不如同行业内部的水权交易更具有优势。因为,如果水权交易双方处于同一个行业,其间往往已经建立了某种直接或间接的商品交易关系,这会减少他们在水权市场上搜寻、识别、磋商的成本,有利于增加水权的流动性,从而降低整体的交易成本。②水权交易参加者的范围。一般来说,水权交易的参加者越多,交易的机会将会越多,交易成本的节约潜力越大。但是,在实际的水权交易中,这会带来更高的监管成本,从而增加水权交易成本。③获取水权交易基础信息的渠道及难易程度。影响水权交易的基础信息主要包括水权的供求关系、水权价格以及节水成本等方面。一般来说,提供水权交易基础信息的渠道主要有政府水行政管理部门、中介组织和私人机构。水权交易双方如何获得水权交易的基础信息以及获得这些信息的难易程度,直接决定着水权交易成本的高低。

3 交易成本对水权市场运行的影响

假设,一个流域实际用水量是各地区实际用水量wi―Δwi的简单加总,其中:wi为无限制用水量;Δwi为节水量。假设水权市场上交易成本主要与水权交易量有关,用xi表示地区i进行的交易。

xi=wi-Δwi-ri (1)

其中:ri为初始水权分配量;xi为地区i交易的水权量。

如果 xi=wi-Δwi-ri> 0,则该地区要在市场上购买水权,为水权买方;

如果 xi=wi-Δwi-ri< 0, 则该地区可在市场上出让水权余额,为水权卖方。

定义交易成本函数T(xi),交易成本一定非负,而且随着交易量绝对值的增加,交易成本递增。所以

当xi>0时,T′(xi)>0,

当xi<0时,T′(xi)<0。

每个地区都面临着如下的节水成本最小化问题:

$\min \left[c{}_i(\Delta w{}_i)+p(w{}_i-\Delta w{}_i-r{}_i)+{\rm T}(x{}_i)\right]$

$S.t.\begin{array}{ccc}& \Delta w{}_i>& \end{array}0(2)$

其中, ci(Δwi)是第i个地区的节水成本函数,p 是水权交易价格。

根据Kuhn-Tucker优化条件,这个问题的解如下:$\frac{\partial c{}_i(\Delta w{}_i)}{\partial \Delta w{}_i}+\frac{\partial {\rm T}(x{}_i)}{\partial \Delta w{}_i}-p\ge 0$(3)

$\Delta w{}_i\left[\frac{\partial c{}_i(\Delta w{}_i)}{\partial \Delta w{}_i}+\frac{\partial {\rm T}(x{}_i)}{\partial \Delta w{}_i}-p\right]=0(4)$

Δwi>0 (5)

即:$\frac{\partial c{}_i(\Delta w{}_i)}{\partial \Delta w{}_i}=p-\frac{\partial {\rm T}(x{}_i)}{\partial \Delta w{}_i}=p-\frac{\partial {\rm T}(x{}_i)}{\partial x{}_i}\frac{\partial x{}_i}{\partial \Delta w{}_i}=p+\frac{\partial {\rm T}(x{}_i)}{\partial x{}_i}$(6)

即:对于水权的买方,由于T′(xi)>0,就须在水权的交易价格之上加上水权交易成本$\frac{\partial {\rm T}(x{}_i)}{\partial x{}_i}$;对于水权的卖方,由于T′(xi)<0,就须在水权的交易价格之上减去水权交易成本$\frac{\partial {\rm T}(x{}_i)}{\partial x{}_i}$。

可以发现,并不是在所有的地区之间达到边际节水成本相同,且等于水权的交易价格p;交易的结果是,水权的价格等于边际节水成本和边际交易成本两项之和,而且,所有地区的总成本不再是节水成本的简单加总,而是在这个基础上再加上交易成本。显然,如果边际交易成本不为零,则原来的所有地区边际成本都相等的成本有效均衡就不能达到,买方边际节水成本高于卖方,高出的部分就是交易参与方承担的边际交易成本。

综上所述,交易成本的存在实际上提高了水权交易价格,减少了交易双方的净福利,而水权交易价格的上升必然会影响到水权的交易量,直接减少会带来相互利益的水权交易,从而影响到水权市场的活跃。

参考文献

[1]伊特韦尔,等.新帕尔格雷夫经济学大辞典(第二卷)[M].北京:经济科学出版社,1996:58.

[2]MATTHEWS R.The Economics of Institutions and the Sources of Growth[J].Economic Journal,1986,96:906.

[3]刘世锦.经济体制效率分析导论[M].上海:上海三联书店,1994:60.

水权交易制度的运行 第2篇

我国水资源严重短缺

虽然我国的淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，名列世界第4位。但是，我国的人均水资源量只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4，在世界排第110位，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。尽管如此，近年来，水污染事件的发生却呈递增趋势，仅2014年一季度，全国范围内媒体曝光的污染事件就有10余起。2011年环境保护部发布的2010年《中国环境状况公报》中称全国地表水污染依然较重，204条河流409个监测断面中劣Ⅴ类水质的断面比例占到了16.4%，其中，黄河、辽河为中度污染，海河为重度污染。另外，湖泊（水库）的富营养化问题依然突出，在监测营养状态的26个湖泊（水库）中，富营养化状态的占42.3%。

水污染问题已经让我们忧心忡忡，与此同时，水资源总量也在不断下降。1997年测量的水资源总量为27855亿立方米，2004年就已经下降为24130亿立方米，有“母亲河”之称的黄河在1972年出现第一次断流，到了1997年仅一年间就断流226天，近700公里河床干涸；长江上游20多条河流从20世纪50年代起平均萎缩了37.1%，世界自然基金会已经将这条长度与水量均居世界第三的长江，列入世界面临干涸的10条大河之一。全国600多个城市中，有400多个供水不足，100多个处于严重缺水的状态。

调动市场机制才能解决水问题

对于以上水资源问题，国家领导高度重视。习近平总书记亲自调研了北京周边水资源的可持续发展，环保部已将《水污染防治行动计划》报请国务院审议，这无疑会使更多的政策倾斜于技术、设备革新与工程扩建。但是，目前针对水资源的整体规划与政策导向，行政化色彩过浓、政府买单过多、缺位市场调节。解决水问题应该从调动市场机制、完善水资源配置、激发市场活力入手，通过在水市场中进行水权交易，促使水资源由低效益用途向高效益用途转变，增强对水资源的质量监督，提高水资源的利用效益，使每个用水者都把水资源当作一种经济资源来看待，从而引导人们的用水习惯和节水意识，从市场的角度合理支配水资源，形成水资源保护、配置、节约的良性循环。

出台有利于水权交易制度的法律法规

水权交易是指水资源使用权的部分或全部转让，通常先由国家将水权分配给各省市，各省市再细分到基层，各地用不完的指标则可以相互交易。之前的水量转让是政府之间私下里的相互协调，而水权交易则是在国家赋予地方使用权的基础上，按照市场原则公开交易。

据了解，2011年水利部制订的《水量分配工作方案》，对全国各地用水指标进行了明确，每年根据实际情况进行微调。水利部松辽水利委员会党组书记党连文说，现在将进入水权确认阶段。水权配额的确定主要结合两项指标考量，一是对当前各地用水是否合理进行评估；二是根据当地经济社会发展指标进行用水量的预测。

一方面，我国有关水权交易的法律规定只体现在行政法规和部门规章的个别条款中，对于这一制度来说，立法层级太低，法律规定太少，对水权交易制度的建设很不利。另一方面，水权交易制度的主体、客体，法律规定不明确，使得水权交易在实施层面处于混沌不清的尴尬境地，无法可循、无路可走。

部分地方水利部门人士认为，明晰水权已经成为水利市场化改革的迫切任务。当前要尽快将水权交易条款纳入《中华人民共和国水法》。

借鉴国外的水银行制度

国际社会早在20世纪70年代就已经有了水资源的资本化。关于水资源资本化有很多种形式：有水银行、水资源股票、水资源基金、水资源期权、水资源期货等。从转变节水意识、体现水的经济价值和对蓄水、调水、用水的角度来看，水银行是对水资源进行分配、调用、收益、保护的全面有效手段。

水银行是储存有意愿的卖家的水通过为竞价方和出价方提供服务信息，建立交易平台，撮合买卖双方完成交易的清算所和造市者。

美国爱达荷州州议会指导州水资源局在1979年成立水银行。其运作方式是沿袭20世纪30年代民间运河公司（canalcompanies）经营租赁水池（rentalpool）的管理方式，在租赁水池中贮存农业多余的水资源，并给缺水用户供水，在不涉及水权交易的情况下，利用民间运河进行水量输运，调配地区工业、农业、公共用水，大幅度降低水资源的运输成本，并提高了水资源交易的时效性。

1991年，美国加州历经5年的干旱，州政府设立了加州水银行，并利用水银行进行救旱。在干旱期水银行进入水市场，农民购入灌溉水、抽取地下水、从水库引用剩余水等，并由水银行制定一固定且高于卖水价的售水价，将水售给需水用户。

美国得克萨斯州位于干旱的沙漠地区，早年即有许多私人的水利公司存在，1993年在州政府的建议下成立了美国得克萨斯州水银行。得克萨斯州水银行与爱达荷州、加州水银行的运作方式截然不同，得克萨斯州水银行的宗旨为：避免干旱发生，并使水市场交易更为活泼。所以水银行成为水资源买主与卖者之间的中介机制，买卖双方只要向该州的自然资源保护委员会提出申请，就可以暂时或永久移转水权或所持有的水量。亦即得克萨斯州水银行提供各种水价和其他必要的交易信息，活化水市场的信息交流，并进行执法把关。

英国伦敦使用含水层的人工补给进行干旱水资源管理。该城市使用地下含水层作为实体的水银行。Enfield/Haringcy人工补给工程是Thames水务公司为缓解伦敦干旱缺水，满足伦敦用水紧张局面而进行的几个地下水战略工程的一项重要的举措。该工程由新建的14口补给井和现有的9口补给井组成。能提供战略水资源90ML/d。提供的地下水水质满足英国或欧共体的有关法规标准。该工程不仅可以提供大量的供水水源，还是保持河流不断流的重要水源，产生了很大的生态价值。

水银行作为中介商，可以采取公示、拍卖等方式确定不同时期水的价格，公布水资源转让的报价，促成交易。水权售价和供水成本之间的差价可以用来保证转让水资源的运输成本和项目管理成本。水银行的运转主要包括三方面的内容：水权的购买、分配、水的输送，水银行通过与拥有富余水量的水权人签订实现水资源经济效益最大化，实现跨流域、流域内水资源余缺的市场调配，更好地匹配不同需水者对不同水质的需求；实现干旱期间农业、工业及居民用水保障，解决缺水城市持续发展所急需解决的水问题。

水资源也是商品

水资源作为一种不可再生的资源，千百年来决定着人类的迁徙、繁衍与文明的进步，是人类文明川流不息的源泉。它的重要性不言而喻，它的不可再生的先天性又决定着人类必须与其渐渐枯竭的命运相斗争。我们亟待解决的问题是怎样更好地使用水，利用水的价值，做到物尽其用。正如国际投资大师吉姆·罗杰斯所说：“如果水不见了，整个城市，人类社会都会消失不见；如果没有了水，一切都将不复存在；你很难有什么作为，中国有水资源问题。当然，你们在试图解决这一问题；但如果你不能好好解决，那么一切都会消失。”

水权交易制度的运行 第3篇

我国水资源时空分布不均、用水矛盾突出、用水效率不高等现实问题,成为新时期经济社会发展的制约性因素。尽管近年来我国在水资源管理制度建设方面取得了不菲成绩,形成了以水量分配、取水许可和水资源论证为主要内容的水权制度体系,并确立了以“三条红线、四项制度”为主体的最严格水资源管理制度,但受历史条件与社会环境的限制,我国在水权制度建设方面仍滞后于美国、澳大利亚等发达国家,未能形成真正意义上基于市场调节机制的水权交易制度[1]。基于此,国内学者近年来围绕最严格水资源管理制度和水权制度开展了大量研究工作,例如文献[2-6]分别就最严格水资源管理制度的理论体系、保障措施、管理模式等进行了探讨,文献[7-10]则分别就初始水权配置、水权理论框架、水权分配模型等进行了研究。这些研究成果为我国水资源管理提供了很好的借鉴,但随着最严格水资源管理制度的推进,在“三条红线”指标落实过程中又面临着新的水权问题,如何将最严格水资源管理制度与水权理论有机结合,形成一套可操作的水权交易理论体系,是水资源研究领域的新命题。本文将从最严格水资源管理制度的需求出发,提出一套流域水权二次交易模型方法体系,力图为我国水权交易理论研究提供一种新的思路。

1 模型研究

1.1 总体思路

水权交易是水资源的非所有人通过市场机制对水权再分配的行为,在流域范围内用水总量控制红线限制着取水规模,用水效率控制红线激励用水户进行节水,二者均对水权交易产生一定的约束。在流域水权交易过程中会出现同一行政区域内具体用水户之间的交易,以及不同行政区域之间的交易,这是两种不同类型的水权交易行为[9]。为了更清晰地表述流域内不同交易主体之间的水权交易关系,本文提出了流域水权二次交易模式:第一次交易是同一行政区内不同用水户之间的水权交易(用户层面),水权的获取主要是通过水市场的自由化交易、激励用户节余下来的用水权,其交易主体是本区域内的用水户;第二次交易是流域内不同行政区域之间的水权交易(流域层面),取水权的获取主要是根据当地的水资源稀缺程度并通过政府间磋商,其交易主体是地方人民政府。开展取水权交易,主要解决水资源在流域、省级行政区等大尺度范围的宏观分配问题,依据用水总量控制指标平衡各地区之间的水资源条件差异和用水需求,给出可行的取水权交易方案;开展用水权交易,主要解决在微观层面(主要针对用水行业或用水户)的水资源优化配置问题,依据行业的用水效率控制指标和用户的节水潜力来推动节水工作的开展以及水权向高效配置方向的流转,并给出可行的用水权交易方案。其设计理念如图1所示。

在此基础上,本文进一步构建了最严格水资源管理制度下的流域水权二次交易模型:首先,对流域内各计算单元的不同用水户年度计划用水量进行预测,若计算单元的总计划用水量超出用水总量控制红线约束,需要采取节水措施适度压缩用水规模;其次,根据各计算单元的用水效率、节水潜力、未来发展需求等,计算单元内的可交易用水权,采用灌溉系数、重复利用率等作为节水指标,计算出用水户通过一定节水措施后节约的水权,在保障各用水户基本用水情况下计算出其可交易水权;第三,以本单元的经济社会效益最大为目标函数,并考虑区域用水总量控制红线及优先级等约束条件,实现在用户层面的用水权交易和方案优选;第四,基于用水权交易的优选结果,计算各单元的可交易取水权,并明确不同单元水权交易的主客体和优先次序等;最后,构建取水权交易模型,以全流域的经济社会效益最大为目标函数,并考虑流域用水总量控制红线及优先级等约束条件,实现在流域行政区层面的取水权交易和方案优选。

1.2 可交易水权核算方法

初始分配水权时,并不是所有的水权都可以用来交易,只有在满足一定的交易准则下才能转化为可交易水权,同时,由于水权交易的主客体不同,可交易水权包括针对用户层面的用水权交易和针对区域层面的取水权交易。

(1)可交易用水权核算原则。水资源在经过初始分配后进入区域用户层面,可通过用水效率控制红线激励节水,促进水权流转,从而达到交易的效果。在用水权交易时,应遵循的原则有:①不突破用水总量控制红线原则;② 不突破用水效率控制红线原则;③保障基本用水原则,用于交易的水权应为满足各行业基本需求后通过节水措施节余的水权,如必须预留能满足基本生活用水需求和生态需求的水权[11];④其他原则,包括行政预留水权不能全部用于交易(比如行政应急水权是不能用于交易的),可交易水权必须可获取并在预定期限和经济条件下能确保实现,等等。

(2)可交易取水权核算原则。只有在用户层面进行用水权交易后仍有可交易的行政预留水权、各用户仍有节余的可交易用水权,在满足一定的约束原则下才有可能转化为可交易取水权。在取水权交易时,应遵循的交易原则包括流域的总计划用水量不超过其用水总量控制红线等。

将上述原则用下面的公式来进行表示:

式中:i为第i个行政区;m为第i个行政区内用水户总数;j为第j个用水户;Qjy、xsj分别为第j个用户节水前的需水量、节水潜力;Wi为i个区域的用水总量控制红线;Qja为第j个用户的计划用水量;Qjr、Qjs分别为第j个用水户剩余水权、可交易用水权;Wjl、Wjh为第j个用水户的用水效率、其所在行业的用水效率控制红线;Qiar为第i个行政区域的行政预留水权;Qiart为第i个行政区可交易行政预留水权;Qia、Qit为第i个行政区的计划取水量和可交易取水权;W为流域总用水总量控制红线。

其中xsj、Qjr的计算公式为:

式中:Tj1、Tj2分别为第j个用水户的采取节水措施后和节水前的节水指标。

式中:Qj基本为第j个用水户满足其自身基本用水需求水权;Pj为用水保证率。

由此,得出第j个用户的可交易用水权表达式:

式中:Qjt表示第j个用水户通过节水潜力计算得到的可交易水权;Qjs表示第j个用水户根据实际剩余水权情况得到的用水户最终可交易用水权。

如果结果是负值,表示该用户在当前的需水量和节水潜力下,其计划用水量不足以满足其需水量,需要购买一定水权;正值表示在当前的计划用水和节水潜力下,除满足其自身需水外仍有富余水权,可用于交易。

可交易取水权的计算是在可交易用水权计算的基础上计算得到,其表达式为:

1.3 水权交易模型构建

通过式(4)和(5)可分别求出各计算单元内的可交易用水权和流域内可交易取水权数量,借助根据一定目标函数和约束条件构建的流域水权二次交易模型,来求解用水权交易方案和取水权交易方案。流域水权二次交易模型由用水权交易优化模型和取水权交易优化模型构成,其构建原理如下。

1.3.1 用水权交易优化模型

(1)目标函数。用水权交易的目的是通过水权重新分配和水资源高效利用以满足各类用户的用水需求,并追求水资源使用所带来的最大经济社会效益。反映经济社会效益最优的指标有很多,由于本文在水权交易时涉及对整个区域用水状况的调控,采用GDP这一指标更容易反映不同行业所追求的共同发展目标。为此,以各计算单元GDP最大作为用水权交易优化模型的目标函数。假设流域内有n个行政区域,第i个行政区域内有m个用水户,则目标函数可表示为:

式中:MEBi为第i个行政区的GDP最大值;Qja为第i个行政区第j个用水户的计划用水量;xjs为第i个行政区第j个用水户交易的水权量,其值为正时表示购买用水权,为负时表示出售用水权;puG为第i个行政区域第j个用水户的单方水GDP值。

(2)约束条件。

①用水总量控制约束:区域取水总量应不高于该地区用水总量控制红线,即:

式中:m为用水户总数;j为第j个用水户;Qjy、xsj分别为第j个用户节水前的需水量、节水潜力;xjs为第j个用水户交易的水量;Wi为第i个行政区域的用水总量控制红线。

②用水效率控制约束:用水户的用水效率应不低于其所在行业的用水效率控制。

式中:Wjl、Wjh为第j个用水户的用水效率、其所在行业的用水效率控制。

③满足基本用水需求约束:进行水权交易时必须满足用水户基本用水需求。

④满足交易条件约束:各用水户交易的水量不能超过该用水户的可交易水量,即:

式中:Qjs为第j个用户的可交易用水权。

⑤交易优先次序约束:该约束是为了实现水权从用水效率低的用水户向用水效率高的用水户的流转。以用水户单方水GDP值作为交易的优先次序:对于售水户来说,单方水产生的GDP越小,优先级越高;对于购水户来说,单方水产生的GDP越大,优先级越高。

1.3.2 取水权交易优化模型

(1)目标函数。取水权交易模型以流域经济社会效益最大为目标函数,选取GDP作为衡量效益最大的指标,以流域总GDP值作为目标函数,在进行交易的过程中,由于会发生水量损失,所以购水方不能取得等量的取水权,因此假设n个行政区域中有l个行政区域购买取水权,则取水权交易的目标函数可表示为:

式中:xis为第n-l个售水行政区域各出售的取水权;x′is为l个购水行政区域各购买的取水权;TEB为流域总GDP值。

(2)约束条件。

①用水总量控制约束:流域总用水量应不高于全流域分配的用水总量控制红线。

②满足交易条件约束:各行政区域交易的取水权不能超过该行政区域核算的可交易取水权。

③水量损耗约束:对于同一流域内不同的取水地点,当上游节余的水量向下游交易时,购水户存在一定的水量损耗,当下游节余的水量向上游交易时,购水户取得的水量不能增加,以免破坏生态平衡。

式中:xs为售水户出售的可交易水权量;xp为购水户在与购水户交易时应取得的可交易水权量。

除了以上约束外,还可根据具体情况再增添相应的约束条件,如风险约束、交易评价约束、第三方效益约束等。

1.3.3 水权交易方案集的生成

为了实现上述二次交易过程的优化,采取分层优化求解方法。具体思路为:首先计算得到用水权交易方案,输入用水权交易的目标函数和约束条件,通过用水权交易模型,采用Mat-lab软件中的linprog函数进行求解,产生若干个基可行解,把前两个基可行解代入目标函数,取目标函数较大的为较优方案,依次与剩余的方案进行比较,最终优选出目标函数最大所对应的最优方案。在用水权交易的基础上,输入取水权交易的目标函数和约束条件,通过取水权交易模型,采用linprog函数进行求解,寻优过程与用水权交易方案生成类似,最终优先出取水权交易模型。

2 应用实例

本文以沙颍河流域为计算区域,沙颍河是淮河的最大支流,河道全长620km,沙颍河周口以上流域面积25 800km2,分沙河、颍河、贾鲁河,周口以下流域面积14 000km2为平原区,主要排水支流有汾泉河、黑茨河、新蔡河和新运河。流域地处暖温带向亚热带的过渡地带,属暖温带半湿润大陆性气候区。冬春干旱少雨,夏秋闷热多雨,流域暴雨多集中在汛期,一般发生在6-8月份,以7月份最多。通过上文给出的可交易水权量化原则和计算方法进行计算,以沙颍河流域各地级市作为计算最小单元,该计算单元主要是指在沙颍河流域内各地级市的面积(见表1)。其中,对于在一个行政区域内进行的用水权交易,设定其取水点位置相同、水量按1:1进行交易。对于不同行政区域间取水权交易时,将交易水量按照河流长度进行折算,单位水量每公里按1∶0.999进行交易,亦即单位水量每公里损失0.1%。

2.1 可交易水权量化

通过查阅《淮河流域水资源统计年鉴》、《淮河流域水资源公报》等相关资料,计算该流域各计算单元2000年的可交易水权,其中,将一个计算单元内的用水户概化为第三产业、工业、农业三个用水户。首先,计算出沙颍河流域各行政区内各用水户计划用水量,不满足约束原则的采用各行业节水比进行调整,进而得到沙颍河流域各行政区内各行业满足约束条件的计划用水量,其中各市的用水总量控制红线由已经公布的2010、2015、2020年的用水总量控制红线插值得到。其次,通过产业结构调整、节水器具的采用等节水措施计算各行业的节水量,其中量化节水量的指标包括灌溉系数、重复利用率以及管网损失率等。第三,计算保障各行业基本用水权后剩余的水权量。最后,将通过上述计算结果代入可交易用水权的计算公式得到可交易水权,并在此基础上计算出可交易取水权。其中,各计算单元的行政预留水权由其分配水量与未节水前的需水量之差计算得到,可用于交易的行政预留水权取总行政预留水权的15%。最终计算得到各计算单元的可交易水权,如表1所示。

注:在计算过程中保留到小数点后第四位。

表1中负数表示该用户或行政区域在其需水情况下缺少的水量,正数表示该用户或行政区域富余的可交易水权量,其中,第6列是在核算出可交易用水权的基础上计算得出的。从上表中可以看出平顶山市各用户通过采用一定节水措施均可以满足自身用水需求,不需要进行用水权交易,其他行政区各用户间均需要进行用水权交易;开封市农业的可交易用水权为5 313万m3,是沙颍河流域各行政区内拥有可交易用水权最多的用水户;周口市农业缺水最严重,缺水量达到10 651万m3,郑州市工业和农业缺水均比较严重;一般是工业和第三产业不能满足用水需求,农业有节余可交易用水权,但农业可交易用水权差异较大,最多可达5 313万m3,少则仅有139万m3;许昌市、平顶山市、漯河市、阜阳市的可交易行政预留水权比较丰富,均在1 500万m3以上,其他各市的基本较少,其中郑州市的最少,仅有56万m3。

2.2 用户层面用水权交易方案的生成

通过查阅《河南省2001年统计年鉴》、《安徽省2001 年统计年鉴》,以淮河流域统计资料为准,计算得到各市各行业的单方水GDP值。通过上文构建的用水权交易模型以及方案集生成的方法,输入数据,比选出各计算单元的最优方案,并计算出交易后各行政区域剩余的交易水量,如表2所示。

注:④→③是指行政预留水权向第三产业出售用水权,以此类推。

由表2可见,一般是可交易的行政预留水权向工业和第三产业进行用水权交易,农业一般均有富余水量,但郑州市、周口市和阜阳市除外;郑州市、周口市的缺水现象尤为严重,通过用水权交易后缺水量仍均在8 500万m3以上,不仅工业缺水,而且农业缺水量也很大,阜阳市缺水量相对较少,其余各市通过自己各行业间的用水权交易即可满足该市的需求;平顶山市各行业不需要进行用水权交易,通过一定的节水措施该市的各行业均可满足自身用水需求;各行政区域通过行业间的用水权交易后,周口市第三产业仍缺水达1 084万m3,其他各市第三产业用水需求均得到满足,郑州市和周口市工业缺水量均仍在1 000 万m3以上,其他各市工业用水均得到满足;通过一层用水权交易后,仍不能满足自身需水的郑州市、阜阳市、周口市可与仍有富余水量的开封、许昌、平顶山等市进行第二层次取水权交易。

2.3 流域层面取水权交易方案的生成

在用水权交易基础上,进一步结合取水权交易模型,优选得出取水权交易方案。具体交易如表3所示。

万m3

注:①为工业,②为农业,③为第三产业,④为行政预留。

表3给出了不同行政区域之间的取水权交易过程以及交易量。从表中可见,主要是洛阳市和开封市向郑州市出售取水权,交易量为5 264万m3,许昌市、平顶山市、漯河市向周口市出售取水权,交易量为8 505万m3;通过取水权交易后,郑州市农业缺水3 674万m3,周口市农业缺水5 458万m3,阜阳市农业缺水998 万m3。 交易前郑州市的实际取水量最多,为145 110 万m3,且工业、农业用水需求不能得到满足,交易后郑州市的取水量为141 380万m3,在降低取水量的同时,满足工业用水和部分农业用水需求,其他地级市的取水量也略有降低,通过二次交易模型,沙颍河流域的用水需求基本得到满足。通过交易前后取水量及各行业用水满足情况分析,该交易模型的构建对最严格水资源管理工作的落实有一定的促进作用。

此外,最佳方案交易后各行政区域GDP均有所变化,除洛阳市和平顶山市外,其余各市在进行水权交易后其GDP都有所增长,洛阳市GDP增长了2.61亿元(增长率为1.35%),阜阳市GDP增长了16.02亿元(增长率为7.67%),整个流域的GDP增长了53.67亿元(增长率为2.62%);洛阳市和平顶山市出现GDP负增长的原因是其自身内部各行业均可通过一定节水措施满足其需求,各行业均有可交易的用水权可以转化为可交易取水权向其他区域出售取水权,因此在进行取水权交易后,其总用水量减少,其GDP也相应地减少,所以为促进交易的达成,要对平顶山市采取一定的补偿措施;阜阳市GDP增长最大的原因可能是交易前产业结构用水失调,导致工业和第三产业缺水,通过水权交易,一定程度上促进用水效率的提高,基本满足工业和第三产业的用水需求,从而一定程度上缓解不同行业间的用水矛盾,此外通过水权交易可以促进经济的增长。综上所述,沙颍河流域通过水权交易,可以通过一定的节水措施进行水权交易,一定程度上提高用水效率,节约水资源。

3 结语

从最严格水资源管理制度建设需求出发,提出了最严格水资源管理制度下的流域水权二次交易模型,以沙颍河流域为例优选出该流域的用水权和取水权交易方案,研究结果表明水权交易对于满足区域内不同用户的用水需求以及提高经济社会效益均有一定的效果,通过交易在一定程度上促进了用户节水的积极性,提高了水资源利用效率,有助于缓解用水矛盾。该模型使最严格水资源管理制度与水权交易有机结合,满足最严格水资源管理制度的考核,一方面考虑了用户层面的用水权在用户之间的流转,同时兼顾了流域整体用水需求,以沙颍河流域为案例,该模型适用于流域内跨区域、分行业、多用户等较复杂的水权交易。

摘要：在我国水资源贫乏、供需矛盾日益尖锐的情况下,建立和发展具有中国特色的水权制度,已成为践行最严格水资源管理制度和解决日趋复杂水问题的切实需要。提出了一套最严格水资源管理制度下的流域水权二次交易模型研究思路:首先以各计算单元的经济社会效益最大为目标函数,以用水效率控制红线、优先级选择等为约束条件构建了用水权交易模型;其次以流域整体经济社会效益最大为目标函数,以用水总量控制、水量损耗等为约束条件构建了取水权交易模型;最后通过水权属性转化和系统分析方法实现对模型的优化求解。以沙颍河流域为例,运用该模型进行了水权二次交易方案的优选。结果显示,在进行第一次交易时全流域可交易用水权总量为20 958万m3,除郑州、周口、阜阳部分用户外其他地区用水需求均能得到满足;在进行第二次交易时全流域可交易取水权总量为13 719万m3,交易后全流域用水需求基本能得到满足;通过完成以上两层次交易,可在不新增用水量的前提下提高全流域GDP总量的2.6%。

关键词：最严格水资源管理制度,用水总量控制,用水效率控制,二次交易模型,沙颍河

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