




文档简介
论 目录 中文摘要 i 英文摘要 符号说明 i 第一章引言 1 1 1 问题的提出 1 1 2 基本概念介绍 3 l 3 本文的主要创新点 1 0 1 4 本文的主要研究内容 1 0 第二章我国流域污染概况及原因分析 1 2 2 1 我国流域污染现状 1 2 2 2 流域污染原因 1 3 2 3 水污染治理及补偿研究进展 1 4 第三章流域污染治理的非合作与合作模型 1 9 3 1 流域治理的非合作模型 1 9 3 2 流域治理的合作模型 2 3 3 3 存在旅游区的情形 2 7 3 4 合作利益分配 2 8 3 5 模型分析及结论 2 9 第四章数值举例 3 0 4 1 数值举例 3 0 4 2 分配方法比较分析 3 2 第五章结论 3 4 文献 3 5 c h i n e s ea b s t r a c t i e n g l i s h a b s t r a c t 1 i d e f i n i t i o ns y m b o l 1 1p r e s e n t 1 1 3m a i n c r e a t i v e p o i n t s 1 0 c h a p t e r2o v e r v i e wa n da n a l y s i so ft h er i v e r b a s i nw a t e rp o l l u t i o n 1 2 2 1c u r r e n t s i t u a t i o n o f t h e r i v e r b a s i n w a t e r p o l l u t i o n 1 2 2 2t h e r e a s o n s o f t h e r i v e r b a s i n w a t e r p o l l u t i o n 1 3 2 3r e s e a r c hp r o g r e s si ng o v e r n so fw a t e rp o l l u t i o na n dc o m p e n s a t i o n 1 4 c h a p t e r3t h en o n c o o p e r a t i v ea n dc o o p e r a t i v em o d e lo ft h er i v e rb a s i nw a t e rc o n u o l 1 9 3 1t h en o n c o o p e r a t i v em o d e lo ft h er i v e rb a s i nw a t e rc o n 仃o l 1 9 3 2t h ec o o p e r a t i v em o d e lo ft h er i v e rb a s i nw a t e rc o n t r o l 2 3 3 3t h e c i r c u m s t a n c e se x i s t i n t o u r i s t a r e a s 2 7 3 4t h ei n t e r e s t sd i s t r i b u t i o no f t h ec o o p e r a t i o n 2 8 3 5t h e a n a l y s i sa n d c o n c l u s i o n s o f t h e m o d e l 2 9 c h a p t e r 4t h e n u m e r i c a l e x a m p l e 3 0 4 1t h e n u m e r i c a l e x a m p l e 3 0 4 2a n a l y s i sa n dc o m p a r ew i t ht h ed i s t r i b u t i o nm e t h o d s 3 2 c h a p t e r 5c o n c l u s i o n 2 i r e f e r e n c e s 3 5 a c k n o w l e d g e m e n t s i i 山东大学硕士学位论文 中文摘要 近年来 我国多起重大污染事故均由流域水污染引起 水污染事故纠纷呈增加 态势 其最主要表现在跨区域 包括流域污染中上下游之间 省际之间 地市之间 的水污染纠纷上 跨界河流断面水质污染严重 污染纠纷隐患重重 严重制约着我国 经济与环境的协调发展 解决跨界河流污染问题刻不容缓 由于流域上下游之间存 在经济利益的冲突 流域各地区根据自身的利益将会选择对自身有利的最优战略 使得各地区主要关注本地区范围内污染的治理 这种局部地区的环境改善不能实现 跨界污染问题上的合作关系 难以实现流域污染的有效治理 国内外众多学者探讨了流域各地区间的水污染问题 得出合作治理污染才能实 现流域整体收益最大的结论 但是在现实中各地区之间很难达成一致协议 究其原 因主要是在社会总收益达到最优时 合作中有的地区因为合作其收益提高了 有的 地区因为合作其收益降低了 收益降低的利益方就会有 搭便车 的趋向 进而导 致合作的失败 为避免这一情况的发生 促成合作机制的形成 收益增加的地区支 付给收益降低的地区一定的经济补偿 使得各地区能够均能实现满足 那么合作就 能实现 本文通过建立多地区合作与不合作模型 对合作模型中所产生的收益运用 多种方法进行重新分配 比较了各种方法的优缺 本文首先介绍了中国流域污染的现状以及污染严重的原因 由此我们可以看出 流域污染治理的必要性和紧迫性 流域各地区应加强联系与合作 合作治理流域污 染 本文接下来介绍了国内外在水污染治理及补偿方面的研究进展 在借鉴相关文 献的基础上 本文建立了流域污染治理的非合作和允许环境容量转移的合作模型 并对合作收益分别运用s h a p l e y 值 协商解 r a i f f a 解 均衡解法进行利益分配 进 步确定流域各地区参加合作所得到的收益 通过这种合作补偿的进行 有效地促 进了区域间的合作 使流域得整体收益达到最大 同时 讨论了流域内存在旅游区 的情形 并建立了相应的合作模型 关键词 流域污染 合作治理模型 合作利益分配 补偿机制 s h a p l e y 值 激励 策略 n u m e r o u sm a j o rp o u u f i o ni n c i d e n t sw c r ec a u s e db yw a t e rp o l l u t i o ni nr e c e n ty e a r s w a t e r p o h u f i o na c c i d e n t s e s p e c i a l l yt r a i l s r e g i o n a lo n e s i n c l u d i n gu p s t r e a ma n dd o w n s t r e a m i n t e r p r o v i n c i a la n di n t e r c i t i e si n c i d e n t s a 咒i n c r e a s i n g i ti sa nu r g e n tp r o b l e mt h a tt h ed i s p u t e s c a u s e db yt h ec r o s s f i v e rs e c t i o no fs e r i o u sw a t e rp o l l u t i o ns e r i o u s l yr e s t r i c tt h ee c o n o m i ca n de n v i r o n m e n t a ld e v e l o p m e n t si nc h i n a e a c hr e g i o no ft h eb a s i nc h o o s e st h eo p t i m a ls t r a t e g yt ot h e i r a d v a n t a g eb e c a u eo ft h ee c o n o m i cc o n f l i c tb e t w e c nt h eu p s t r e a ma n dd o w n s t r e a m t h i sl e a d st o t h ep h e n o m e n o nt h a tt h eo l e a so n l yp a yc l o s ea t t e n t i o n st ol o c a lp o l l u t i o n s t h el o c a le n v k o n m e n t a li m p r o v e m e n tc a nn e i t h e rr e a l i z et h ec o o p e r a t i o nb e t w e e nd i f f e r e n tr e g i o n sn o ra c h i e v ea n e f f e c t i v em a n a g e m e n to fr i v e rv a l l e y sa n dr e g i o n sw a t e rp o l l u t i o n d o m e s t i ca n df o r e i g ns c h o l a r si n v e s t i g a t et h eb a s i nw a t e rp o l l u t i o na c r o s sr e g i o n sa n dg a i n t h ec o n c l u s i o nt h a tt h eb i g g e s ti n t e r e s t so fw a t e r s h e dp o l l u t i o nm a n a g e m e n tc a nb eg a i n e db y t h et r a n s r e g i o n a lc o o p e r a t i o n i ti sd i f f i c u l tt og e tb e c a u s et h ei n c o m e so fs o m er e g i o n sa l ei n c r e a s i n ga n dt h eo t h e r s r e d u c i n gw h e nt h et o t a li n c o m em a x i m i z e s t h ei n c o m er e d u c e dr e g i o n s h a v ea f r e er i d e r t e n d e n c yw h i c hl e dt ot h ed i t f i c u l d e s t oa v o i dt h i ss i t u a t i o na n dp r o m o t et h e f o r m a t i o no ft h ec o o p e r a t i v em e c h a n i s m s t h ei n c o m ei n c r e a s e dr e g i o ns h o u l dp a yf i n a n c i a lc o m p e n s a t i o nt ot h ei n c o m er e d u c e dr e g i o nt oa c h i e v et h ec o o p e r a t i o n i nt h i sp a p e r am u l t i r e g i o n a l c o o p e r a t i o na n dn o n c o o p e r a t i v em o d e li se s t a b l i s h e d t h ei n c o m eg e n e r a t e dt h o u g hc o o p e r a t i o n i sr e d i s t r i b u t e db yu s i n gv a r i o u sm e t h o d sa n dt h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so fe a c hm e t h o d a r ec o m p a r e d t h ec u r r e n ts t a t u so fr i v e rb a s i np o l l u t i o na n ds e r i o u sr e a s o n so fp o l l u t i o ni nc h i n aa r ed e s c r i b e di nt h i sp a p e r 1 1 l e yr e v e a lt h en e c e s s i t ya n dt h eu r g e n c yf o rf i v e rp o l l u t i o nc o n t r 0 1 s ot h e r i v e rb a s i nr e g i o n ss h o u l ds t r e n g t h e nt h ec o l l a b o r a t i o na n dc o o p e r a t i o ni nm a n a g e m e n to fw a t e r p o l l u t i o n t h e nt h er e s e a r c hp r o g r e s sa th o m ea n da b r o a di nw a t e rp o l l u t i o nc o n t r o la n dc o m p e n s a t i o na r ci n t r o d u c e d b a s e do nr e c e n ti n v e s t i g a t i o n an o n c o o p e r a t i v em o d e lo ff i v e rb a s i n p o l l u t i o nc o n t r o la n dac o o p e r a t i v em o d e la l l o w i n gt h et r a n s f e ro fe n v i r o n m e n t a lc a p a c i t y 眦e s t a b l i s h e da n dt h ec o o p e r a t i v ei n t e r e s t sa r er e d i s t r i b u t e db yu s i n gt h es h a p l e yv a l u e c o n s u l t a t i o n s o l u t i o n r a i f f as o l u t i o na n de q u i l i b r i u ms o l u t i o n t h eb e n e f i t sr e c e i v e df r o mt h ec o o p e r a t i o na d e t e r m i n e db yt h er e d i s t r i b u t i o n t h ec o m p e n s a t i o nc o o p e r a t i o ne f f e c t i v e l yp r o m o t e st h er e g i o n a l c o l l a b o r a t i o n sa n dm a x i m i z e st h et o t a li n t e r e s t so ft h er i v e rb a s i n m e a n w h i l e t h ec a s ew i t ht h e 山东大学硕士学位论文 t o u r i s ta n a sa 他d i s c u s s e da n dt h ec o r r e s p o n d i n gc o o p e r a t i v em o d e li se s t a b l i s h e d k e y w o r d s r i v e rp o l l u t i o n t h em o d e lo fc o o p e r a t i v eg o v e r n s d i s t r i b u t i o no fc o o p e m t i v e i n t e r e s t s c o m p e n s a t i o nm e c h a n i s m s h a p l e yv a l u e i n c e n t i v es t r a t e g i e s f i i 山东大学硕士学位论文 第一章引言 1 1 问题的提出 我国是一个缺水极为严重的国家 我国淡水资源的总量为2 8 0 0 0 亿立 方米 占全球水资源6 仅次于巴西 俄罗斯和加拿大 居世界的第4 位 但是我国人均水资源只有2 3 0 0 立方米 仅为世界平均水平的l 4 美 国的l 5 名列世界第1 2 l 位 是全世界1 3 个人均水资源最贫乏国家之一 扣除难以被利用的洪水泾流和偏远地区的地下水资源后 我国实际可利 用的淡水资源量更少 仅约为11 0 0 0 亿立方米 人均可利用水资源量9 0 0 立 方米左右 且其分布极为不均衡 到2 0 世纪末 我国6 0 0 多座城市中 有 4 0 0 多个城市存在供水不足 其中比较严重的达l1 0 个 我国城市缺水总 量为6 0 亿立方米 i i 从国家环保总局 2 0 0 8 年全国环境统计公报 来看 2 0 0 8 年 我国环境 保护工作取得了新的进展 与2 0 0 5 年相比 2 0 0 8 年全国化学需氧量排放量 和二氧化硫排放量分别下降了6 6 1 和8 9 5 继续保持双下降的良好态 势的同时 首次实现任务完成进度赶上时间进度 虽然我国在环境保护 方面颇有成效 但是环境保护工作依然艰巨 2 0 0 8 年 全国废水排放总量 5 7 1 7 亿吨 同比增加2 7 污染物排放绝对量十分惊人 在国家环保总局 2 0 0 8 年中国环境状况公报 中明确指出我国面临 的环境形势依然十分严峻 总体环境状况如下 地表水污染依然严重 黄河 长江 珠江 松花江和淮河等水系总体水质与上年持平 2 0 0 条河 流4 0 9 个断面中 i 一 类 一v 类和劣v 类水质的断面比例分别为 5 5 o 2 4 2 和2 0 8 海河为重度污染 黄河 淮河 辽河为中度污染 松花江为轻度污染 珠江 长江总体水质良好 在监测营养状态的2 6 个湖 泊 水库 中 呈富营养状态的湖 j 荤 占4 6 2 全国近岸海域水质总体为 近年来 我国多起重大污染事故均由流域水污染引起 跨区界的水污 染事故纠纷呈增加态势 其最主要表现在跨区域 包括流域污染中上下 游之间 省际之间 地市之间 的水污染纠纷上 由此引发的诸多问题直 接影响到社会政治的稳定 跨界河流断面水质污染严重 污染纠纷隐患 重重 严重制约着我国经济与环境的协调发展 解决跨界河流污染问题 刻不容缓 由于流域上下游之间存在经济利益的冲突 各地区主要关注 本地区范围内污染的治理 这种局部地区的环境改善不能实现跨界污染 问题上的合作关系 难以实现流域污染的有效治理 在流域水污染治理中我们不能走先污染后治理的老路 而应以预防 和解决为主 通过建立有效地激励机制来促进流域地区间的长期合作 充 分发挥各地区的优势 实现各地区的经济 环境的协调发展 这正是本文 研究的出发点 2 山东大学硕士学位论文 1 2 基本概念介绍 1 2 1 外部性 外部性是经济当事人的经济活动对非交易方所产生的非市场性的影 响 在外部性中 对受影响者有利的外部影响被称为外部经济 或称为 正外部性 对受影响者不利的外部影响被称为外部不经济 或称为负外 部性 所谓非市场性 是指这种影响并没有通过市场价格机制反映出来 经济活动对生态和环境的影响具有外部性 特别是环境污染会造成外部 不经济 2 1 环境资源在生产和消费过程中所产生的外部性主要表现在两个方面 一是由于资源开发造成生态环境破坏而形成的外部成本 二是由于生态 环境保护而产生的外部效益 由于这些外部成本或效益在生产或经营中 没有得到很好的体现 导致破坏生态环境没有得到惩罚 保护生态环境 所产生的生态效益被他人无偿的享用 使生态环境保护无法达到帕累托 最优f 3 1 庇古认为 当社会边际成本受益与私人边际成本收益相背离时 不能 靠在合约中规定补偿的办法予以解决 这种情况下市场机制无法发挥作 用 即市场失灵 必须依靠外力 即政府干预予以解决 当它们不相等时 政府可以通过税收与补贴等经济干预手段使边际税率 边际补贴 等于 外部边际成本 边际外部收益 使外部性 内部化 构建这种外部性内 部化的制度 就是生态补偿政策制定的核心目标1 3 1 2 2 流域污染 越界污染是指超越国家 省或其他行政辖区政治管理的物理外部性 越界污染可以分为全面越界污染和部分越界污染 也可以分为单向越界 污染和双向越界污染 单向越界污染是指某一行政区域总是向另一行政 3 山东大学硕士学位论文 区域排放污染 但反之不成立 双向越界污染则是指两个行政区域之间 相互排放污染1 4 流域污染是单向越界污染 即流域上游地区所排放的污染物转移到 下游地区 而下游地区的污染难以逆流转移到上游地区 流域污染是一 种可以转移的负外部性 污染者可以有意识地通过将污染转移到其他地 区的方法减轻本地区当前的污染水平 4 1 一 日前我国的流域污染问题日益严重 其最主要表现在跨区域的水污 染纠纷上 流域污染问题的日渐突出 严重制约着我国经济与环境的协 调发展 本文着重研究的是流域污染中上下游之间 省际之间 地市之间 的单向越界水污染问题 1 2 3 帕累托最优 如果至少有一人认为状态a 优于状态b 而没有人认为状态a 劣于状 态b 则认为从社会的观点看亦有状态a 优于状态b 这就是所谓的帕累 托最优状态标准 简称为帕累托标准 5 1 如果既定的资源配置状况的改变使得至少有一个人的状况变好 而 没有使任何人的状况变坏 则认为这种资源配置状况的变化是q 好 的 否则认为是 坏 的 这种以帕累托标准来衡量为 好 的状态改变称为 帕累托改进1 5 1 如果对于既定的资源配置状态 所有的帕累托改进均不存在 即在该 状态上 任意改变都不可能使至少有一个人的状况变好而又不使任何人 的状况变坏 则称这种资源配置状态为帕累托最优状态 换言之 如果对 于某种既定的资源配置状态 还存在有帕累托改进 即在该状态上 还存 在某种 或某些 改变可以使至少一个人的状态变好而不使任何人的状 态变坏 则这种状态就不是帕累托最优状态 5 1 4 山东大学硕士学位论文 1 2 4 流域生态补偿原则 流域生态补偿原则主要有 1 破坏者付费 针对行为主体对公益性 的生态环境产生不良影响从而导致生态系统服务功能退化的行为进行的 补偿 这一原则适用于确定区域性的生态问题责任 2 受益者付费 在 流域上下游之间或者区域之间 应该遵守受益者付费的原则 即受益者 应该支付相应的费用给生态环境服务提供者 流域或区域内的公共资源 的所有受益者按照一定的分担机制承担相应的补偿 3 使用者付费 生 态资源属于公共资源 具有稀缺性的特点 应该按照使用者付费的原则 由生态环境资源占用者提供给国家或公共利益代表一定补偿 4 保护者 得到补偿 对生态保护工作作出贡献的集体和个人 对其投入的直接成 本和丧失的机会成本应给予奖励和补偿 3 1 1 2 5 水域功能和标准分类 依据地表水水域环境功能和保护目标 从高到低划分为五类 i 类 主 要适用于源头水a 国家自然保护区 i i 类 主要适用于集中式生活饮用水 地表水源地一级保护区 珍稀水生生物栖息地 鱼虾类产卵场 仔稚幼鱼 的索饵场等 i i l 类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护 区 鱼虾类越冬场 洄游通道 水产养殖区等渔业水域及游泳区 i v 类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区 v 类 主要 适用于农业用水区及一般景观要求水域1 6 1 对应地表水上述五类水域功能 将地表水环境质量标准基本项目标 准值分为五类 不同功能类别分别执行相应类别的标准值 水域功能类 别高的标准值严于水域功能类别低的标准值 同一水域兼有多类使用功 能的 执行最高功能类别对应的标准值 实现水域功能与达功能类别标 准为同一含义f 6 5 山东大学硕士学位论文 1 2 6 合作利益分配方法介绍 1 s h a p l y 值法 7 1 n 个人进行一项经济活动 万人中任意若干入组合形成的每一种合作 单人也视为一种合作 都能获得一定的效益 如果人们之间的利益是 非对抗性的 那么合作中人数的增加将不会引起效益的减少 由此 全体 n 个人的合作便能带来最大效益 n 个人的集合以及各种合作的效益构成 了n 人合作对策 s h a p l e y 值是分配这个最大效益的一种方案 设集合1 l 2 扛l 如果对于 的任 子集s 都对应着一个实值函数 回 满足 邶 0 1 v s lus 2 s 1 v s 2 mns 2 o 2 称 川为刀人合作对策 v 为对策的特征函数 在前面描述的经济活动中 被定义为n 人集合 j 是n 人集合中的任 一种合作 j 是合作j 的效益 如果 的成员i 从合作的最大效益 中应该得到的一份收入用x i 来 表示 那么把工 札x 2 而 叫做合作对策的分配 它满足 x i l i 3 1 而 d f 1 2 以 4 可以看出 由 1 和 2 定义的n 人合作对策 川一般有无穷多个分配 s h a p l e y 值是由特征函数v 来确定的 记作似嵋 l d 妒2 力 d 对 于任意的子集j 记取j x i 表示为s 中各成员的分配 对一切jc 满 足颤j j 的j 组成的集合称 卅的核心 当所有j 的分配都不小于j 的效 益 即核心存在 时 s h a p l e y 值可以作为一种特定的分配 此时妒 力 再 6 山东大学硕士学位论文 s h a p l c y 值西 v 妒i v 纯 v d 为 竹 v w i s d k s 一 叭j i l 2 n 5 面 w t j 如 坠地磐型 6 其中s 是 中包含i 的所有子集 h 是子集s 中的元素数目 人数 w i s l 是加权因子 州表示j 去掉f 后的集合 2 协商解 7 1 如果只知道全体合作的获利记为们 口 以及没有f 参加时其余以一1 方合作的获利 记作v o b i i 1 2 甩 且记b l 易2 要确定 各方对全体合作获利的分配工 q 恝 而 协商解分配方法先从n 个n i 方合作的获利找到各方分配的下限兰 乜 曼 厶 即求解 然后计算按下限兰分配后得到的全体合作获利的剩余为口一耋玉 它一般 是较小的部分 通过协商将其平均分配 所以最终的分配结果为 再 玉 三c 口一喜薹 鲁 昙喜如一现 c 9 剩余b 一芝玉 0 它等价于口 由曼b i 1 1 i l 3 均衡解吲 假设各方都能接受的现状点为d d 如 磊 把它看作谈判时的威 慑点 在这个现状点的基础上均衡地分配全体合作的获利口 由于n 个数 7 u 加 加 川 而 一 一 翦 柳 斟 匿 n 乙l 阮 一 阮 斟 击 看 到得 8 m a x r 脚mu i n s t zx i b i i 1 4 山东大学硕士学位论文 得到 b 一二也 而 西 l l i 岛一西 矿 丐 1 5 e i 一 西 当西 玉 q j 时 满意解是等价于协商解的 当西 o 岛 蜀时 而 吾占 盘 表示是按照各方理想上限的比例进行分配 6 r a i f f a 解1 7 1 h o w a r dr a i f f a 的解决方案按如下步骤进行 1 由n 个以一1 方合作的获利得到各方分配的下限作为分配的基础 亦 即协商解中的墨 2 当 方加入 原来无 的 万一1 方合作时计算获利的增加 即j f 方的 边际效益 是最小距离解中的上限乃 口一t j 3 按两步来分配乃 先由j 方和无 的n i 方平分 然后n i 方再等 分 即 巧 詈 甩 参 嘉 沁 n i j d 1 2 1 6 巧 虿 甩 参 而 扣 l o 其中n 一1 方是在x 的基础上分配 4 取l 2 以 重复第3 步 然后先求和 再平均 得到的最终分配 为 而 孚玉q 1 孚 志驴m 2 n 将x 2 代入 1 7 式又可表为 嗣 鲁 赫c 圭 也 乩2 刀 m 由于协商解 最小距离解和满意解在许多情况下是等价的 不妨并为 一类记为协商解 9 的合作线性规划模型 针对现实情况作了进一步的分析 分析了流域中存在旅游区情形 给 出了存在旅游区的合作模型 这一模型的建立使得流域合作治理的具体 方式得到了进一步明确 增强了在现实应用中的可行性 s h a p l e y 值 协商解 r a i f f a 解 均衡解法在合作利益分配中各具特点 但在流域污染合作治理方面的应用较少 本文运用这几种方法对流域各 地区污染合作治理的利益进行分配 进而确定各地区的合作获利 通过 数值举例 对比分析了各种分配方法的特点以及优缺 1 4 本文的主要研究内容 本文主要由五个章节组成 第一章 主要介绍了问题的提出背景 相关基本知识 并对本文的结 构安排进行了说明 第二章 主要介绍我国流域污染的现状 对造成流域污染严重的原因 在总结前人工作的基础上从经济学 地方保护 环境管理体制 法律法规 方面进行分析 并且就国内外流域污染治理和流域补偿方面的研究进展 进行了概括总结 为本文的研究提供方向 1 0 山东大学硕士学位论文 第三章 构建了流域污染治理的非合作与合作模型 针对合作模型 较之非合作模型流域各地区的和j 益有升有降 分别应用s h a p l e y 值 协商 解 r a i f f a 解 均衡解法对流域合作的收益进行重新分配 促进了地区间 形成合作的激励机制 实现了整体利益和个体利益的最优 在考虑到现 实中旅游区的流域 给出了存在旅游区的合作模型 第四章 例子 在第三章建立的模型基础上 取定初始数值 运用 m a t l a b 编程计算了非合作与合作模型以及利益分配的结果 并对s h a p l y 值 法 纳什均衡法这两种分配方法进行比较 第五章 结论 对本文进行了总结 山东大学硕士学位论文 第二章我国流域污染概况及原因分析 2 1 我国流域污染现状 我国多年平均地下水资源量为8 2 8 8 亿平方米 平均河川径流量为2 7 1 1 5 亿立方米 地下水与地表水重复计算量为7 2 7 9 亿立方米 除去重复记水 量 我国多年平均水资源总量约为2 8 1 2 4 亿立方米 人均水资源占有量约 2 3 0 0 立方米 是全球人均水资源较少的1 3 个贫水国之一1 4 1 在我国水资源供需矛盾突出的同时 水污染问题的日益严重更加剧 了水资源紧缺的态势 我国流域中存在的主要问题是人为的水质污染问 题 流域污染的主要原因是随着经济的发展 废水排放量迅速增加1 4 1 在我国7 8 条主要河流中 已经有5 4 条受到污染 其中1 4 条受到严重 污染 在大约5 万条支流中 7 5 受到污染 总长度达到1 8 万公里的河 流被污染 其中1 2 6 万公里的水已经低于灌溉用水的水质标准 我国水污 染形势呈现出流域性的特征 我国七大流域中的辽河 淮河 黄河 松花 江 海河流域的水体已经有5 0 8 0 降到劣五类水质 有7 5 的湖泊出现 了富营养化的问题 海河 淮河 黄河流域出现季节性断流 水质污染现 象明显 在我国的七大流域中 均呈现出以水体黑臭为主要特征 耗氧有 机物为主要污染物的污染现象 而且跨界流域的各省断面上的水污染现 象尤为严重 4 1 除少数流域由于上游工业化水平低和水量充沛等原因而拥有较好的 省界断面水质外 我国主要流域的省界水质污染水平通常比该流域的总 体水质水平高 表现出跨界污染的明显特征 流域污染以跨界污染为显著 问题 国家环保局所列出的重点污染地区就包括浙皖交界区域 晋 蒙 陕交界区域 晋 冀 豫 鲁交界漳卫南运河 黔桂边界红水河 鲁苏交 界石梁河水库 龙王河及南四湖流域 冀津沧浪渠流域 太湖流域的苏州 山东大学硕士学位论文 嘉兴边界地区等诸多环境敏感地区 4 1 日益严峻的流域跨界污染问题 严重制约了流域各地区经济的迅速 发展 2 2 流域污染原因 流域跨界污染产生的原因是多方面的 就我国的跨界水污染产生原 因易志斌 虞锡君等人从以下几方面进行了分析1 8 挖 1 跨界河流具有准公共物品属性 在公共经济学理论中 跨界河流是介于私人物品和纯公共物品之间 的准公共物品 跨界河流的这种属性是由它的外部性和排他性所引起的 跨界河流以跨界流动和污染自然累积为基本特点 跨界河流各地区即使 有行政边界的限制 各级地方政府也总是会采取一定的措施 决定保留 在本地区的污染量或转移到下游邻近地区的污染量 无论是污染物的保 留还是转移 跨界河流本身都具有负的外部效应 在这种情况下 如果水 环境容量达到了极限就必须要治理河流水污染 而治理的边际成本将随 着水污染规模的不断扩大而继续上升甚至达到无穷大 所以 只有提供 必要的激励措施 才会提高治理主体积极性 2 地方保护主义因素 政府在竞争中容易形成地方保护主义 这一现象在环境管理领域表 现十分突出 实际上地方保护主义充当了跨区域环境污染产生的保护伞 在我国现行的政治经济体制和环境考核制度下 各级地方政府既要保护 环境 又要发展经济 地方政府往往存在着片面重视经济增长而忽视环 境保护的内在冲动 地方政府与当地企业存在共同的利益 限制当地企 业的污染就意味着地方政府利益的减少 因此很多时候地方政府不但不 伞 纵容污染企业更加肆无忌惮的 1 3 方政府无法承担 由于我国长期以来对污染的防治仍然停留在各省 各 部门各自为战的阶段 对环境投入与经济发展缺乏长远和全盘考虑 治 理整体效果不明显 虽然我国水环境管理实行的是流域与行政区域管理 相结合的体制 但实际上是地方水管理机构在发挥主导作用的机制 此 外 我国从改革开放开始就实施排污收费制度 这种手段也没能有效地 解决日益严重的跨界污染纠纷问题 其原因是这项环境管理制度带有明 显的计划经济痕迹 存在亟待解决的问题 主要集中在收费标准 征收政 策 排污资金的使用与管理等方面 4 法律法规不足因素 虽然我国制定了大量的关于跨行政区环境管理方面的法律规范 但 都分散在不同的法律法规中 没有综合性的跨区域环境管理方面的法律 跨区域环境管理仅有的 中华人民共和国水污染防治法 也存在一些硬 伤 如法律缺乏操作性 对有关政府部门责权赋予不够明确 常常会出现 互相扯皮 互相推诿的现象 政策法规执行效率大打折扣 各级地方政 府是当地污染企业利益的保护伞 而地方环境管理机构又是当地政府的 一个下属单位 因此 我国现行的环保管理体制致使环保工作阻力重重 环保政策法规的贯彻执行十分困难 严重地损害了法律的权威 一定程 度上助长了环境污染的蔓延 增加了跨区环境污染问题解决的难度 1 4 山东大学硕士学位论文 2 3 水污染治理及补偿研究进展 我国现行的水资源环境行政管理体制是流域管理与行政区域管理相 结合的体制 各流域管理机构的权责交叉 难以统 规划和协调 不利于 我国水资源和水环境的统一利用和治理 1 3 1 为此 不少学者提出水污染 治理的主要措施有 明晰产权 完善跨行政区域环境管理法律规范体系 充分发挥市场机制中的经济手段的作用 地方政府之间建立有效的合作 机制 8 1 2 i 我国流域水质的主要管理方式是 根据流域水环境容量确定流域的 纳污能力 即污染物排放总量 将污染物排放总量分配到流域各个地区 确定各地区污染排放量 如何将总量合理公平地分配到污染源是这方面 研究的重点 一般来说 现有的污染物排放总量分配方法主要有层次分 析法f 1 4 t 5 按贡献率削减排放量分配法1 1 6 l 等比例分配法1 1 7 基尼系数 修正法 1 8 1 和博弈法1 1 9 1 等 流域水资源管理的方法主要有立法 行政手段 市场调控和谈判技术 等f 2 0 行政和立法手段以强制性的方式处理纠纷 如制定各地区污染物 总量指标并命令强制执行 这种手段缺乏激励机制并且目前我国的流域 管理机制还不够完善 使得预期的目标难以实现 市场交易机制是一种 激励相容 的处理纠纷方法 但是要让市场机制发挥作用 必须首先明 确水资源的权属 目前 在调控流域各地区水资源环境使用行为我国使 用较多的常规经济手段是实行环境税费和排污权交易 通过税费和交易 价格 来重新分配合作中各地区的经济利益1 2 1 7 3 1 而谈判手段则是在分 析模拟市场得到一定的依据的情况下 通过协商和谈判的方法来处理纠 纷 找寻公正公平的解决方案 2 0 2 4 2 5 1 补偿机制的研究很大部分是针对流域生态补偿进行的 流域生态补 偿按照 谁开发 谁保护 谁受益 谁补偿 的原则 由造成水生态破坏或 1 5 山东大学硕士学位论文 由此对其他利益主体造成损害的责任主体承担恢复责任或补偿责任 由 水生态效益的受益主体 对水生态保护主体所投入的成本按受益比例进 行分担 对难以明确界定受益主体的公益性生态保护成本 则由政府通 过公共财政予以补偿 为保证流域生态补偿机制的顺利实旅 如何将 补偿标准量化是关键环节 研究者多采用乘积公式的方法计量补偿 宋 鹏臣冽总结了欧名豪 李忠魁 刘玉龙 郑海霞等人在流域生态补偿方 法方面的研究 归纳了五种常用补偿标准的计算方法 毛占锋1 2 8 1 蔡邦 成 将这些方法运用到具体问题的研究上 在此所述的补偿是对污染赔 偿 收益补偿 不能够形成激励相容的合作 博弈论知识越来越多地运用到流域跨界污染治理中 一般说来 流域 各利益主体根据自身的利益均会选择自身有利的最优战略 由于水资源 的外部性和不可逆性 进而产生了水污染纠纷 当前 国内外许多学者 把博弈论知识应用到地区间合作与不合作的行为冲突的讨论中 得出合 作是解决跨界污染问题的一个有效方式 合作能够使社会的总效益达到 最优 弘州 要形成激励相容的合作必须满足达到均衡解的两个条件 第 一 可行性 即各参加者均能在合作中获得收益 第二 稳定性 即各参 与者能在合作中得到满足 但是在现实中各利益主体之间很难达成一致 协议 究其原因主要是在社会总收益达到最优时 合作中有的利益主体 因为合作其收益提高了 有的利益主体因为合作其收益降低了 收益降 低的利益方就会有 搭便车 的趋向 进而导致合作的失败 而如果收益 增加的利益主体能够支付给收益降低的利益主体一定经济补偿 使得各 利益主体能够满足合作的两个条件 那么合作就能实现 博奕论分析方 法用于费用分配并发展了一系列公平的费用分配方法 例如最小核心法 沙普利值法和纳什法1 3 5 3 6 1 很多学者利用博奕理论来进行水污染纠纷的 研究 对利益主体的合作和非合作行为的利益所得进行模拟比较 并公 1 6 山东大学硕士学位论文 平合理地分配合作所获得的增加利益 从而有效的处理了水污染纠纷问 题 3 7 椰鼬i hve g t e r e n 等 3 8 介绍了一个促进稳定的最大化污染受害者利益的旁 支付策略 使得污染受害者从污染控制中获利 并找到了唯一的核心元 素 使得污染受害者的利益最大化并确保污染者愿意加入这一策略 s j o r g e n s e n 等 4 0 4 z j 建立了两国污染物控制的微分博弈模型 并设计了 促进两国长期合作随时间变化的效用转移激励机制 该模型建立博弈模 型分析了非合作和合作机制下两国的最优污染物产生量 并得到效用转 移支付 合作利益得到了重新分配 l p e t r o s j a n 等1 4 2 1 研究了一个减少污染的合作博弈模型地区总成本的分 配问题 计算了所有可能联盟的特征函数并应用s h a p l e y 值来确定合作成 员间的总成本公平分配 设计了一个基于时间的总个体成本分配机制 使 得初步协议对整个博弈期仍然有效 m g e r m a i n 等1 4 3 1 基于建立的全球存量污染物控制的动态规划模型 给 出促进各国合作的效用转移机制 能够使各国的最终所得向量满足核心 性质 同时用一个算例给出了计算此种转移的算法 杨志峰等 2 0 l 按生活 生产 生态用水分类从断面控制用水量和水污 染物排放量考虑 建立了断面非合作和合作模型 并且选用纳什法进行 利益分配 赵来军等1 2 4 2 5 1 构建了流域跨界水污染纠纷合作平调模型 对污染物 消减指令配额管理体制和各地区合作协调管理体制进行分析 通过对淮 河流域跨界水污染纠纷的实证分析 验证了合作平调模型 文中提出了 一种反映各地区相对公平的分配方法一节余费用均分法 首先是转移污 染物地区对接受污染物转移地区支付消减费用 然后是对于污染物转移 处理产生得的总节余费用等比例分配 1 7 1 8 础上建 出了促 方案存 运用纳 所获得 山东大学硕士学位论文 第三章流域治理的非合作与合作模型 本章建立了流域治理的非合作模型和考虑到区域差异允许环境容量 转移的合作模型 并分析了有旅游区存在的情况 对合作的利益进行重 新分配 促使合作具有激励性 模型的前提假设条件 假设l 流域流经n 个地区 每个地区只有一个排污点 设在始端 该 地区污染物的产生 治理以及排放都是在始端进行 保证该地区的污染 物的峰值出现在始端 而每个地区在整个过程中没有产生 治污 排污的 现象发生 假设2 流域各地区是具有独立偏好 利润函数和污染治理成本函数 的决策单元 流域各地区分别地处流域的上 中 下游 具有不同的自然 资源禀赋 不同的经济发展水平 不同的经济结构 不同的科技文化水平 和不同的历史背景 因而各地区的利润函数 环境损害和减污成本函数 各不相同 正是流域各地区具有独立的利润函数 环境损害函数和减污 成本函数 才有必要对流域的环境资源进行优化配置 本文各地区的利 润函数和减污成本函数是线性的 假设3 环境损害的假定 如果流域各地区的污染物浓度等于或低于 国家标准 认为环境质量达到规定标准 可以认为该种污染物的环境损 害为零 3 1 流域治理的非合作模型 3 1 1 非合作模型的描述 在流域治理的非合作模型中 流域各地区严格按照规定排污 没有上 下游环境容量的转移 流域各地区作为理性人 必然根据本地区的环境 的排污量和治理量 以实现本地区 1 9 山东大学硕士学位论文 效益的最大化 3 1 2 符号及定义说明 b 为i 地区污染物产生量 是指每个地区由于生产而产生的污染物 一个地区的污染物的多少可以直接反映出该地区的经济收益情况 现 为l 地区污染物处理量 是指 个地区处理污染物的多
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