高耗水工业用水量控制和水价调整政策效果研究:基于水资源动态CGE的分析

论文应用水资源动态CGE模型,研究和分析了高耗水工业不同水资源管理政策对经济、社会和水资源利用的影响。文章首先构建了将水资源作为生产要素的CGE模型,并建立了动态机制,然后以2010年为基准年模拟和分析了2010—2020年间高耗水工业用水量控制和水价上涨不同情景下的影响。分析表明:高耗水工业的水量控制比水价调整对宏观经济的影响大,表现为GDP和居民福利的显著下降以及投资的大幅度上升;而高耗水工业水价上升对宏观经济的影响较小,表现为GDP的小幅度上升以及居民福利的小幅度下降和投资的上升;对部门的影响比较复杂,但高耗水工业水量下降和水价上升,都将导致其产出降低。对水资源利用的影响显示,水量控制和水价上升对用水总量的影响较小,但对提高工业用水效率都十分显著。     

基于ABM+SD耦合模型的滇池流域水价政策仿真

针对滇池流域水资源短缺及现行水价政策存在的诸多问题,从政策仿真角度综合考虑水资源供给会影响水资源价格,进而影响居民和工业企业的水资源消费行为,提出基于滇池流域水资源承载力约束下耦合多主体建模(ABM)和系统动力学(SD)的流域水价政策复杂系统模型,并依据滇池水污染防治"十三五"规划目标,对滇池流域水价政策进行仿真分析.结果表明:若达到"十三五"规划的目标要求,在综合产业结构调整和政策调整的情况下,保持现有水价计量和计算方式不变,滇池流域居民水价应提高至3.23元/m3,工业水价应提高至4.99元/m~3;通过加快对流域水价政策的调控,可有效引导居民Agents和企业Agents采取节水措施,提高其用水效率;建议滇池流域适当减少调水量至3.06亿m~3,可将支付调水补偿的费用,用于再生水设施的建设,提高其再生水回用率至33%,从而保障水资源的长效可持续利用.     

水平衡模型及其在水价政策的应用

基于物质平衡模型,构建了经济系统水平衡模型及部门的水平衡模型,并利用水平衡模型核算A市工业和居民用水、排水的真实状况,评估水价政策的执行效果,以期为我国水价政策的制定、实施和完善提供参考.结果表明,循环用水具有节水和减排的双重效果:工业的用排比和无处理排水量远高于居民,A市工业水用排比是居民的2.9倍,工业无处理排水量是居民的3.6倍;对用水和排水监管不严,导致实际水费收入远低于应征水费收入.在2009年的水价标准下,A市少征收水费11802万元,有效的水价政策必须建立在严格监管的基础之上.     

宁夏河套灌区农业水资源高效利用模式研究

提出了宁夏河套灌区市场经济条件下农业水资源高效利用模式。通过对市场经济条件下灌区农业水资源高效利用机理的研究和对市场条件下农业水资源高效利用原则的剖析,认识到宁夏河套灌区要在市场经济条件下实现农业水资源高效利用,必须基于投入产出分析做好以下6方面的工作:①大型灌区骨干工程更新改造;②中低产田改造配套;③地表水与地下水联合运用;④改变作物种植结构和灌溉制度;⑤实施灌区现代管理;⑥合理调整水价。     

华北地区城市居民用水需求影响因素分析

为了考察城市居民用水需求的决定因素,论文以华北地区城市居民用水需求为例,考虑了包括价格、收入和水资源短缺在内的各种影响因素。研究发现,水价是影响城市居民用水需求的重要因素,同时发现城市居民用水需求和收入之间可能存在U型曲线,水资源短缺程度会显著影响城市居民年人均用水需求。     

水资源管理“三条红线”约束下的城镇化水平阈值分析——以张掖市为例

水资源与城镇化的关系问题是水科学研究的热点,二者之间存在着复杂的交织关系。论文选取典型干旱区城市张掖市为研究对象,以最严格水资源管理制度为约束条件,基于水资源约束下的城镇化水平阈值计算思路,引入节水量和灰水足迹测算方法改进了传统水量水质双要素水资源承载力计算模型,并在此基础上统筹可供水量、可节水量及水功能区纳污能力构建了水资源管理"三条红线"约束下的城镇化水平阈值计算模型;通过分析张掖市城镇化水平与水资源开发利用的历史数据并进行情景模拟,对2020年和2030年张掖市城镇化水平阈值做出了预测。结果表明:1)在水资源开发利用红线约束下,到2030年张掖市可利用水资源量为23.02×108m3,与现状基本一致,且以当前的水资源开发利用水平,水量承载能力难以支撑政府未来规划中的城镇化进程与经济增长的用水需求;2)严格遵照用水效率控制红线中所规定的用水定额标准时,张掖市将有望改善水量承载能力不足问题,且到2030年时,水量承载城镇人口能力可达331.91×104人,其中水量承载能力提升主要得益于农业部门节水;3)在水功能区限制纳污红线的约束下,2030年张掖市水质可承载能力上限为62.47×104人,仅为规划城镇人口数量的78%,水质可承载能力对城镇化进程形成了强烈的约束作用,约束力主要来自于城镇区域氨氮排放;4)在水资源管理"三条红线"约束下,到2030年时张掖市城镇化水平阈值上限为48.05%。     

水资源管理“三条红线”约束下的城镇化水平阈值分析——以张掖市为例

水资源与城镇化的关系问题是水科学研究的热点,二者之间存在着复杂的交织关系。论文选取典型干旱区城市张掖市为研究对象,以最严格水资源管理制度为约束条件,基于水资源约束下的城镇化水平阈值计算思路,引入节水量和灰水足迹测算方法改进了传统水量水质双要素水资源承载力计算模型,并在此基础上统筹可供水量、可节水量及水功能区纳污能力构建了水资源管理“三条红线”约束下的城镇化水平阈值计算模型;通过分析张掖市城镇化水平与水资源开发利用的历史数据并进行情景模拟,对2020年和2030年张掖市城镇化水平阈值做出了预测。结果表明：1）在水资源开发利用红线约束下,到2030年张掖市可利用水资源量为23.02×10⁸ m³,与现状基本一致,且以当前的水资源开发利用水平,水量承载能力难以支撑政府未来规划中的城镇化进程与经济增长的用水需求;2）严格遵照用水效率控制红线中所规定的用水定额标准时,张掖市将有望改善水量承载能力不足问题,且到2030年时,水量承载城镇人口能力可达331.91×10⁴人,其中水量承载能力提升主要得益于农业部门节水;3）在水功能区限制纳污红线的约束下,2030年张掖市水质可承载能力上限为62.47×10⁴人,仅为规划城镇人口数量的78%,水质可承载能力对城镇化进程形成了强烈的约束作用,约束力主要来自于城镇区域氨氮排放;4）在水资源管理“三条红线”约束下,到2030年时张掖市城镇化水平阈值上限为48.05%。     

农牧交错区农户作物选择机制研究 ——以内蒙古太仆寺旗为例

市场经济条件下,农户经营不再受食物需求的限制,在种植结构选择方面自由度更大。论文通过农户调查获得数据,运用统计方法从三个方面分析农户作物选择机制:作物本身的投入产出效益、农地地块的差别、农户资源禀赋与家庭特征。研究发现,在劳动力普遍非农务工的背景下,劳动力约束成为农户作物选择的重要影响因素,劳动生产率较高的作物具有明显的比较优势,并且农户倾向于在质量较好的土地上种植这些作物。在农牧交错区,农户种植决策受到养殖业的强烈影响,兼有饲料用途的莜麦得到普遍种植。     

中国粮食作物种植结构调整及其水土资源利用效应

粮食种植结构调整会影响农业资源的消耗需求。20世纪90年代中后期以来,玉米在我国粮食生产中的地位明显提升。以粮食种植结构无调整为参照情景,一定产量下,1996-2015年,在国家层面,因粮食种植结构调整对水土资源消耗的节省量约占现期需求量的4%左右。在区域层面,从结构调整对种植面积的减省效应看,耕地资源相对丰富的北方地区明显高于南方地区;从对水资源消耗的减省效应看,北方贫水区也普遍高于南方地区,干旱度最高的西北地区最高。期间区域分品种粮食生产广泛受到作物种植比例变化的影响。研究结果表明,要充分利用好南方水热资源,恢复水稻生产,主要取决于稻米需求及其种植效益,而北方地区则要尽可能按降水规律调整农作制度,合理控制水稻、小麦的种植面积。     

基于静态多区域CGE模型的黄河流域灌溉水价研究

黄河流域属于水资源匮乏地区,据黄河水资源公报,2011 年农田灌溉用水量占流域总用水量的73.9%,故灌溉水价与流域农业、社会经济系统关系密切.鉴于此,论文基于多区域静态CGE模型,研究黄河流域不同省区在灌溉水量不同减少幅度情况下农业灌溉水价的变化,以及水价不同提高幅度下对社会经济系统和灌溉用水量的影响.结果表明:① 农业灌溉水价随着灌溉用水量的减少而增加;另一方面,5 种水量减少情况下模拟结果中各省区最终灌溉水价主要由水价变动构成,说明初始水价较低;② 在水价不同提高幅度下,实际GDP降低,居民的实际消费水平降低;③ 在水价提高15%的情况下,流域总灌溉用水量减少了9.087×10⁸ m³,占流域总灌溉用水量的1.5%;④ 系统敏感性分析(SSA)表明,模型模拟结果较稳健.     

滏阳河流域的水资源问题

根据对华北地区水资源短缺最严重的滏阳河流域的实证研究表明,随着部门和上下游用水者之间用水竞争程度的加剧,流域从开放向闭合的转变,地下水位的逐年下降及引致的环境问题,节水的空间也变得十分有限。解决未来水资源短缺的问题很大程度上将依赖于如何运用政策、制度和经济措施实现水资源的优化配置和综合管理,提高灌区的运行绩效和实现有效的产权制度创新。     

农业灌溉用水效率及其影响因素实证分析——基于随机前沿生产函数和新疆棉农调研数据

水资源是21 世纪的战略资源,提高农业部门水资源利用效率是水资源严重短缺的中国可持续发展的必然要求。论文利用“一步法”随机前沿生产函数模型评估了新疆地区806 户棉农的棉花生产技术效率及其影响因素,在此基础上采用单要素效率测算方法,借助Tobit 模型,考察棉花灌溉用水效率分布及其影响因素。研究结果表明：①新疆地区棉花技术效率与灌溉用水效率分别为0.85 和0.74,并且两种效率之间具有较高的相关性;②汉族农户以及采用滴灌技术和兵团经营方式的农户具有更高的技术效率与灌溉用水效率,而采用套种方式的农户两种效率较低;③棉花技术培训、每块土地规模的扩大有利于农户技术效率与灌溉用水效率的提高;④灌溉用水价格的提高有利于灌溉用水效率的提高。     

民勤绿洲种植业结构调整及其对农作物需水量的影响

论文引入虚拟水理论,构建种植业结构调整需水模型,分析近33 a民勤绿洲种植业结构调整对农作物需水量的影响。结果表明：1）民勤绿洲粮食作物、经济作物与其他作物面积比重之比由1978年的84∶12∶4调整为2010年的25∶72∶3。粮食作物播种面积比重的下降主要是由小麦播种面积比重的快速减少所致。2）民勤绿洲农作物需水总量由1978年的2.15×10⁸ m³增加到2010年的2.49×10⁸ m³,粮食作物和经济作物需水总量之比由1978年的88∶12变化为2010年的31∶69。3）民勤绿洲种植业结构调整的生态节水效应在不同时段存在差异,1979—1998年,种植业结构调整对于农作物需水而言,未起到节水作用;1999—2008年,种植业结构调整的节水效果明显;2009—2010年,种植业结构的进一步调整导致需水量的快速增加,未起到节水作用。单位面积需水量较高的蔬菜、小麦、玉米等5种农作物面积比重之和的大小对节水效果起到决定性作用。     

集约化农区土地利用变化对水资源的影响——以河北省曲周县为例

根据曲周县统计资料和水利观测资料,分析了近30年来土地投入变化及其对粮食作物单产变化的贡献率,并对区域水资源平衡变化的情况进行了计算和分析。研究结果表明,作为集约化农区的曲周,30年来土地利用集约化程度不断提高,表现为土地的复种指数、化肥投入和灌溉率不断提高;播种作物面积单产的生产函数模拟表明,灌溉保障率的提高对作物播种面积单产的贡献率最大,达到了0.546;作物播种面积单产提高对水资源的高度依赖性,导致了对水资源的过度开采,使区域水资源失衡。这种趋势持续下去,将对区域的资源持续利用产生不利影响。要促进集约化农区水土资源的可持续利用,只有降低复种指数,减少耗水作物,特别是小麦的播种面积。     

水资源短缺对北京农业的不利影响分析与对策

北京市农业水资源短缺状况十分严峻。针对水资源短缺对北京农业经济、农村生态环境和社会稳定产生的影响,进行了全面、深入的分析,认为北京市目前的用水政策会进一步加剧农业用水的紧张趋势。进而提出了诸如发展利用和推广节水农业技术、大力建设节水灌溉工程设施、调整种植结构、发展特色农业、适度发展污水灌溉、建设地下水应急备用水源、加速推广雨洪利用技术、实施人工增雨工程、加强农村水资源的宏观和微观管理等相应的对策和建议。     

贵州坡耕地水土保持措施效益研究

对旱坡地水土保持的截流沟措施、横坡种植措施和植物篱措施进行效益研究,结果表明:在裸露耕地上,水土流失十分严重,地表径流达到4 044.4m³/hm²·a、土壤流失高达172.4t/hm²·a,以此速率流失土壤,其耕层(15cm)约在12年后,将被冲刷殆尽。截流沟措施与横坡种植措施相比,可减少地表径流702.6m³ /hm²·a和土壤流失19.2t/hm²·a;但其占地面积大,农作物产量低,收益小。植物篱种植措施与横坡种植相比可减少地表径流345.3m³/hm²·a;土壤流失21.0t/hm²·a。虽然植物篱占据耕地面积,但并不影响农作物产量。植物篱种植下的耕层土壤的酸碱度和质地得到改善,土壤养分含量有所提高,土壤侵蚀速率远低于易风化土壤的成土速率,同时结合人工翻耕,每年平均以17.5cm的速度形成梯坎,以1.1°的速度减缓坡度。该项措施最终可实现坡改梯的目的,实现旱坡地的可持续利用。     

The impact of climate change mitigation on water demand for energy and food: An integrated analysis based on the Shared Socioeconomic Pathways

Climate change mitigation, in the context of growing population and ever increasing economic activity, will require a transformation of energy and agricultural systems, posing significant challenges to global water resources. We use an integrated modelling framework of the water-energy-land-climate systems to assess how changes in electricity and land use, induced by climate change mitigation, impact on water demand under alternative socioeconomic (Shared Socioeconomic Pathways) and water policy assumptions (irrigation of bioenergy crops, cooling technologies for electricity generation). The impacts of climate change mitigation on cumulated global water demand across the century are highly uncertain, and depending on socioeconomic and water policy conditions, they range from a reduction of 15,000 km³ to an increase of more than 160,000 km³. The impact of irrigation of bioenergy crops is the most prominent factor, leading to significantly higher water requirements under climate change mitigation if bioenergy crops are irrigated. Differences in socioeconomic drivers and fossil fuel availability result in significant differences in electricity and bioenergy demands, in the associated electricity and primary energy mixes, and consequently in water demand. Economic affluence and abundance of fossil fuels aggravate pressures on water resources due to higher energy demand and greater deployment of water intensive technologies such as bioenergy and nuclear power. The evolution of future cooling systems is also identified as an important determinant of electricity water demand. Climate policy can result in a reduction of water demand if combined with policies on irrigation of bioenergy, and the deployment of non-water-intensive electricity sources and cooling types.     

农业灌溉用水经济价值及其影响因素——基于剩余价值法和陕西关中地区农户调研数据

灌溉水经济价值是农业用水定价的重要基础。根据陕西关中地区农户调研数据,采用剩余价值法计算得到小麦、玉米和苹果灌溉水经济价值均值分别为0.66 元/m³、0.84 元/m³、3.17 元/m³。以该结果作为水价调整上限与现状水价比较,小麦和玉米的水价上调空间介于0.24~0.71元/m³,苹果的水价调整空间介于2.72~3.04 元/m³之间。使用分位数模型对影响因素的研究发现：（1）仅在灌溉水经济价值较低时,农户和家庭特征以及土地分散程度有显著影响;（2）在灌溉水经济价值较高时,增强农户节水意识以及加入用水者协会将能有效提升灌溉用水经济价值;（3）粮食转为经济作物、进行农业水价综合改革在所有分位点上均呈显著正向影响。本文可为研究区域农业用水分类定价及改善用水效率提供参考。